高中物理《開普勒三定律》微課教學設(shè)計

1、開普三律微教設(shè)計微課名稱開普勒三定律教材版本人教高中物理必修 1 第七章 萬有引力與航天教學目標教學重點具體教學內(nèi)容通過史實知道地心說和日心說的基本內(nèi)容道開普勒三定律的內(nèi)容。通過學生閱讀和教師補充講解人類對宇宙認識的歷史，理解人們對行星 運動的認識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。親愛的同學你好，歡迎來到我的物理微課堂！年幼的孩童總會情不 自禁仰望星空，被星空的美麗和神秘所吸引。人類自從誕生就對天上星 辰的運動產(chǎn)生極大的興趣。古埃及人觀測星星的運動來確定尼羅河的泛 濫日期，確定谷物播種時間。我國封建帝王認為星辰和王朝興衰有關(guān)， 更借天象作為王朝更替的借口。認知宇宙，是人類一直的渴望；但在浩

2、瀚的宇宙面前，人類是渺小的，地球也是渺小的，乃至太陽系也是宇宙 中的一粒塵埃。那天體的運動有何規(guī)律？星空有何奧秘呢？今天這節(jié)微 課，我們來學習一下“開普勒三定律”。古人對天體運動有“地心說”和“日心說”兩種說法?！暗匦恼f” 認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，大陽、月球以及其他星體都繞 地球運動?！暗匦恼f”的代表人物是古希臘的托勒密?！叭招恼f”認為 太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動?！叭招恼f”的代表 人物是波蘭的天文學家哥白尼。古人把天體的運動看得十分神圣，他們認為天體的運動不同于地面 物體的運動，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動。開普勒認為 行星做軌道是橢圓的運動。他發(fā)現(xiàn)假

3、設(shè)行星做勻速圓周運動，計算所得 的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認為行星做軌道是橢圓的運動，才能解釋 這一差別。講到這里，我們來介紹一下開普勒。開普勒于 1571 年出生，是德國的天文學家、物理學家、數(shù)學家。因數(shù)學才能而得到當時知名人士伽利略、第谷的贊賞。受邀作為第 谷的助手加入第谷的團隊。憑借自己的數(shù)學才能和第谷精確的觀測數(shù)據(jù) 而提出開普勒定律1609 年開普勒發(fā)表了開普勒第一定律和開普勒第 二定律，1619 年發(fā)表了開普勒第三定律。下面，我們具體來學習：下面，我們可以用一條細繩和兩只圖釘來畫橢圓。如圖所示，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，用一支鉛筆 緊貼著細繩滑動，使繩

4、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作橢圓的焦點。開普勒行星運動定律從行星運動軌道，行星運動的線速度變化，軌 道的半長軸與周期的關(guān)系三個方面揭示了行星運動的規(guī)律。開普勒一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點 上。行星繞太陽運行的軌道嚴格來說不是圓而是橢圓；太陽不在橢圓的 中心，而是在其中一個焦點上；行星與太陽間的距離是不斷變化的。2 12 1 4 3 開普勒二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積 相等如圖所示行星沿著橢圓軌道運行太陽位于橢圓的一個焦點上， 行星在遠日點的速率與它在近日點的速率誰大?行星沿著

5、橢圓軌道運行，太陽位于橢圓的一個焦點上。如果時間間 隔相等，即 t t t ，那么面積 S = 。由此可見，行星在遠日點 a 的速率最小，在近日點 b 的速率最大。開普勒三定律：所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都 相等。若用 代表橢圓軌道的半長軸， 代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律 可表示為其中，k 為比例常數(shù)。需要注意的是：（ 1 ）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時比 值 k 是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量。（ 2 ）行星的軌道與圓軌道接近，計算時可認為行星做勻速圓周運 動（3）開普勒定律是根據(jù)行星運動的觀察結(jié)果總結(jié)歸納出來的規(guī)律， 它們每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結(jié)出 來的。下面，我們來小結(jié)一下：將行星軌道視作圓軌道，開普勒定律表述 為：1.行星繞太陽的軌道接近圓，太陽處在圓心；2.行星做勻速圓周運動。3. 所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即好了，今天的微課就學習到這里，下面我們來做個練習：關(guān)于)B.日心說的參C. 地 D.日心說是由開（）2.如圖所示火星和地球都在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)其運行軌道是橢圓。 根據(jù)開普勒行星運動定律可知( )A火星繞太陽運行過程中，速率不變B地球靠