河北省張家口一中高一物理 6.1《行星的運動》學(xué)案

1、第六章 第一節(jié) 行星的運動 一【教學(xué)目標(biāo)】1、了解人類對行星運動規(guī)律的認識歷程；了解“地心說”和“日心說”兩種不同學(xué)說的建立和發(fā)展過程。2、了解觀察的方法在認識行星運動規(guī)律中的作用。3、知道開普勒行星運動定律,知道開普勒行星運動定律的科學(xué)價值，了解開普勒第三定律中的k值的大小只與中心天體有關(guān)。4、體會科學(xué)家們實事求是、尊重客觀事實、不迷信權(quán)威、敢于堅持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,體會對描述自然追求簡單和諧是科學(xué)研究的動力之一。二【教學(xué)重點】“日心說”的建立過程和行星運動的規(guī)律三【教學(xué)難點】學(xué)生對天體的運動缺乏感性認識，和開普勒如何確定行星的運動規(guī)律的。五【教學(xué)方法】指導(dǎo)自學(xué)，閱讀，討論

2、，互查，分析，歸納， 總結(jié)六【教學(xué)過程】1、行星運動的兩種學(xué)說：地心說與日心說讓同學(xué)自己閱讀，找出地心說和日心說的觀點：地心說：_研究天體運動顯然應(yīng)當(dāng)從最簡單的情況入手。古希臘的天文學(xué)家和哲學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽從東邊升起，從西邊落下。他們認為地球是不動的，是宇宙的中心，一切天體太陽、月球、行星和星球都是圍繞地球在天空做簡單的完美的圓周運動。地心說的代表人物：_日心說：_大約在公元前4世紀(jì)或者說3世紀(jì)，希臘天文學(xué)家阿里斯塔克指出，地球和所有行星都是圍繞太陽而轉(zhuǎn)動的。此外，地球還圍繞自身的軸而旋轉(zhuǎn)。他是人類歷史上第一個提出有關(guān)太陽系結(jié)構(gòu)的（所謂日心說）。波蘭科學(xué)家哥白尼在天體運行論一書中，對日心說有更具體

3、的論述和數(shù)學(xué)論證。此書的出版是科學(xué)史上的一次革命。日心說的代表人物：_為什么地心說會統(tǒng)治人們很久時間？兩種學(xué)說的斗爭時間很長，地心說的觀點與教會觀點一樣，認為地球是世界的中心。隨著對行星研究的加深，人們感到地心對天體運動的解釋過于復(fù)雜和人為化，而日心說對行星運動的解釋更為合理簡單，所以最終日心說戰(zhàn)勝了地心說。古人是如何看待天體的運動？_誰首先對天體的勻速圓周運動的觀點提出懷疑？_雖然哥白尼、伽俐略等人否定了地心說，但仍然認為其他行星圍繞太陽做圓周運動。這個觀點是錯誤的。開普勒在第谷對780顆左右的恒星觀察并有準(zhǔn)確記錄的基礎(chǔ)上，又通過四年多的刻苦計算，先后否定了十九種設(shè)想，最后了發(fā)現(xiàn)行星運行的軌

4、道不是圓，而是橢圓，并提出了關(guān)于行星運動的三大定律。2、開普勒行星運動定律：(1)開普勒第一定律：_由于行星的運動軌跡不是圓，因而它與太陽的距離一直都在改變，有時它向太陽靠攏，而有時則向遠離太陽的方向漫游。在整個運動過程中，它的速度大小和方向是不斷改變的。(2)開普勒第二定律：_如圖：如果時間間隔相等，即t2-t1=t4-t3那么面積A=面積B，行星在近日點處速度最大，遠日點處速度最?。?3)開普勒第三定律：_雖然每個行星的橢圓軌道各有一個，但它們運動的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期平方的比值都是相同的，我們用R代表橢圓軌道的半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，經(jīng)驗公式表述為： _比值k是一個與行星本身無

5、關(guān)的物理量，但不同星球系統(tǒng)的K值不一定相等。由這個定律我們知道，離太陽最近的行星水星的運動周期最?。?8天），我們生活的地球的運轉(zhuǎn)周期約為365天。并在這里介紹橢圓，見課本32頁，用一條細繩和兩只圖釘來畫橢圓，把白紙鋪在木板上，然后按上圖釘，把細繩的兩端系在圖釘上，用一只鉛筆緊貼著細繩滑動，使繩始終保持張緊狀態(tài)。鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點。同時給出給出長軸短軸的概念。如果橢圓的兩個焦點都位于圓心處，半長軸和半短軸相等，即為圓。中學(xué)物理一般將橢圓軌道按圓處理，第三定律中的半長軸為圓的半徑。開普勒三大定律對月球、人造衛(wèi)星繞地球的運動也同樣成立。課本36頁的第

6、三題。并介紹天文單位。講解課本36頁的第一題。七【配用習(xí)題】典型例題【例1】地球到太陽的距離為水星到太陽距離的2.6倍,那地球和水星繞太陽運轉(zhuǎn)的線速度之比是多少?(假設(shè)地球和水星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道是圓)解析：【例2】飛船沿半徑為R的圓周軌道繞地球運動，其周期為T。如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點A處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動，橢圓軌道和地球表面在B點相切，如圖所示，如果地球半徑為R0，求飛船由A點到B點所需要的時間？解析：點評：開普勒定律是行星繞太陽運動規(guī)律的總結(jié)，該結(jié)論對衛(wèi)星繞行星的運動情況也是成立的，對同一行星的衛(wèi)星，橢圓軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方之比等于常數(shù)，這個常數(shù)與行星的衛(wèi)星無關(guān)。與中心天體有關(guān)。八 指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本33頁的科學(xué)足跡。九【課后作業(yè)】練1、木星繞太陽轉(zhuǎn)動的周期為地球繞太陽轉(zhuǎn)動的周期的12倍,則木星繞太陽運動的軌道半長軸約為地球繞太陽半長軸的幾倍?練2、月球環(huán)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運行周期約為27天。應(yīng)用開普勒定律計算：在赤道平面內(nèi)離地面多少高度，人造地球衛(wèi)星可以隨地球一起轉(zhuǎn)動，就像停留在天空中不動一樣？練3、海王星的公轉(zhuǎn)周期約為5.19109s，地球的公轉(zhuǎn)周期為3.16107s，則海王星與太陽的平均距離約為地球與太陽的平均