71行星的運(yùn)動正式版

1、第七章萬有引力與航天7.1行星的運(yùn)動新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。2、知道所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點(diǎn)上。3、知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。4、理解人們對行星運(yùn)動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。（二）過程與方法通過托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對行星運(yùn)動的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運(yùn)動的理解。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、澄清對天體運(yùn)動神秘模糊的認(rèn)識，掌握人類認(rèn)識自然規(guī)律的科學(xué)方法。2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)

2、步不竭的動力。教學(xué)重點(diǎn)開普勒行星運(yùn)動定律教學(xué)難點(diǎn)對開普勒行星運(yùn)動定律的理解和應(yīng)用教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具計算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備教學(xué)過程（一）引入新課教師活動：在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體。白天我們沐浴著太陽的光輝，夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入無限的遐想中。由這些夭體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領(lǐng)域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學(xué)家們對它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來學(xué)習(xí)前人所探索到的行星的運(yùn)動情況。（二）進(jìn)行新課1、古人對夭體運(yùn)動的看法及發(fā)展過程教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一段，

3、投影出示以下提綱：1、古代人們對夭體運(yùn)動存在哪些看法？2、什么是“地心說”，什么是“日心說”？3、哪種學(xué)說占統(tǒng)治地位的時間較長?4、兩種學(xué)說爭論的結(jié)果是什么？學(xué)生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。1、在古代，人們對于夭體的運(yùn)動存在著地心說和日心說兩種對立的看法。2、“地心說”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽，月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動；“日心說”認(rèn)為太陽是宇宙的中心，地球，月亮以及其他行星都在繞太陽運(yùn)動。3、“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時間較長.4、“日心說”與“地心說”爭論的結(jié)果是“日心說”最終戰(zhàn)勝了“地心說”.真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。2、開普勒行星運(yùn)動定律教師活動：

4、引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，投影出示以下提綱：1、古人認(rèn)為夭體做什么運(yùn)動？2、開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動？他是怎樣得出這一結(jié)論的？3、開普勒行星運(yùn)動定律哪幾個方面的描述了行星繞太陽運(yùn)動的規(guī)律？具體表述是什么？學(xué)生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。1、古人把大體的運(yùn)動看得十分神圣，他們認(rèn)為大體的運(yùn)動不同于地面物體的運(yùn)動，大體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動2、開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動。他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星作勻速圓周運(yùn)動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星作橢圓運(yùn)動，才能解釋這一差別。3、開普勒行星運(yùn)動定律從行星運(yùn)動軌道、行星運(yùn)動的線速度變化、軌道與周期的關(guān)系三個方面揭示了行星運(yùn)

5、動的規(guī)律。具體表述為：第一定律:第二定律:第三定律:等。即：比值k是所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點(diǎn)上。對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相3a.亍一個與行星無關(guān)的常量。教師活動：認(rèn)真聽取學(xué)生代表發(fā)言，點(diǎn)評總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生深入探究：出示掛圖介紹行星運(yùn)動的掛圖，使學(xué)生對行星的運(yùn)動有一個簡單的感性認(rèn)識放錄像使學(xué)生通過對大體運(yùn)動的立體畫面的觀看，對大體運(yùn)動的感性認(rèn)識進(jìn)一步提高.思考：比值k與行星無關(guān)，你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎？實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理。

6、開普勒三定律適用于圓軌道時，應(yīng)該怎樣表述呢？學(xué)生活動：分組討論，并根據(jù)課文、掛圖及錄像所提供的線索得出答案。學(xué)生代表發(fā)言。根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運(yùn)動半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個常數(shù)k,可以猜想，這個“k”一定與運(yùn)動系統(tǒng)的物體有關(guān)。因為常數(shù)k對于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關(guān)，而在運(yùn)動系中除了行星就是中心大體一一太陽，故這一常數(shù)“k”一定與中心大體一一太陽有關(guān)。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下

7、來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實(shí)例探究例1關(guān)于行星的運(yùn)動以下說法正確的是（）A. 行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越長B. 行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長C. 水星軌道的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長D. 冥王星離太陽“最遠(yuǎn)”，公轉(zhuǎn)周期就最長2.為什么說曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動？3分析：由開普勒第三定律；=k可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯誤；式中的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯。答案：BD例2已知木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞

8、太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的倍。思維入門指導(dǎo)：木星和地球均為繞太陽運(yùn)行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應(yīng)用。a3.解：由開普勒第三定律一2=k可知：T233對地球：筆=k對木星罵=k所以a?=3辰/Ti)2ai=5.24a3點(diǎn)撥：在利用開普勒第三定律解題時，應(yīng)注意它們的比值馬=k中的k是一個與行星運(yùn)動無關(guān)的常量。例3已知地球繞太陽作橢圓運(yùn)動。在地球遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動的過程中，其速率越來越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動情況將如何？思維入門指導(dǎo)：行星的運(yùn)動為曲線運(yùn)動，因此本節(jié)知識常常和曲線運(yùn)動知識

9、相綜合。解：由于地球在遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動的過程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有，F(xiàn)n=mvo,由開普勒第二定律知，地球在遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動的過程中角速度與(單位時間內(nèi)地球與太陽的連線掃過的角度)也減小，故向心力Fn減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯€方向做離心運(yùn)動。點(diǎn)撥：地球繞太陽的運(yùn)動雖然并非勻速圓周運(yùn)動，但向心力公式仍適用。任一時刻，地球的速度方向均沿橢圓的切線方向。課余作業(yè)1、課后完成P66“問題與練習(xí)”中的問題。2、課后閱讀教材P64“科學(xué)足跡”欄目中的閱讀材料，體會人類對行星運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識歷程。參考下面的幾個問題，分組討論，每個小組寫一篇讀后感。(1) “地心說”為什么能占領(lǐng)較長的統(tǒng)治

10、時間？(2) 俗話說“眼見為實(shí)”，這種說法是否絕對正確？試舉例。(3) “日心說”為什么能戰(zhàn)勝“地心說”禎舉例說明。(4) “日心說”的觀點(diǎn)是否正確？(5) 讀后有何啟發(fā)和感想？參考范文：“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位時間較長的原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗，如：太陽從東邊升起，從西邊落下；同時它也符合當(dāng)時在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn)由于“日心說”最終戰(zhàn)勝了“地心說”，雖然“地心說”符合人們的經(jīng)驗，但它還是錯誤的進(jìn)而說明“眼見為實(shí)”的說法并非絕對正確.例如：我們乘車時觀察到樹木在向后運(yùn)動，而事實(shí)上并沒有動(相對于地面).“日心說”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因為好多“地心說”不能解析的現(xiàn)象“日心說

11、”則能說明，也就是說，“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實(shí).例如：若地球不動，晝夜交替是太陽繞地球運(yùn)動形成的.那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，而事實(shí)上，每天白天的長短不同，冷暖不同.而“日心說”貝U能說明這種情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。從目前科研結(jié)果和我們所掌握的知識來看，“日心說”也并不是絕對正確的，因為太陽只是太陽系的一個中心大體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動的.“日心說”只是與“地心說”相比更準(zhǔn)確一些罷了。經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)我們對“地心說”和“日心說”有了初步的認(rèn)識，事實(shí)上從“地心說”向“日心說”的過渡經(jīng)歷了漫長的時

12、間，并且科學(xué)家們付出了艱苦的奮斗，哥白尼就是其中一位.他在哥倫布和麥哲倫猜想的基礎(chǔ)上，假設(shè)地球并不是宇宙的中心，而和其他夭體一樣都是繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的行星，從而使許多問題得以解決，也建立起了“日心說”的基本模型.但他的觀點(diǎn)不符合當(dāng)時歐洲統(tǒng)治教會的利益，因而受到了教會的迫害.使得這一正確的觀點(diǎn)被推遲一個世紀(jì)才被人們接受.前人的這種對問題一絲不茍、孜孜以求的精神值得我們學(xué)習(xí)，所以我們對待學(xué)習(xí)要腳踏實(shí)地，認(rèn)認(rèn)真真，不放過一點(diǎn)疑問。教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。附：教材分析本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生來說是抽象的、陌生的，甚至無法去感知。對夭體的運(yùn)動充滿好奇，又覺得非常神秘而不易理解。所以我們必須去引導(dǎo)學(xué)生了解人們對星體運(yùn)動認(rèn)識的發(fā)展過程，從“日心說”和“地心說”的內(nèi)容到其兩者之間的爭論，從第谷的精心觀測到開普勒的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在學(xué)生整體感知的過程中引導(dǎo)學(xué)生體會這些大師們的思路、方法及他們的一絲不茍的科學(xué)精神，并激發(fā)他們熱愛科學(xué)、探索真理的求知熱