7.1行星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)-高一下學(xué)期物理人教版

行星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)課題第1課時(shí)7.1行星的運(yùn)動(dòng)課時(shí)安排2課時(shí)課前準(zhǔn)備自制：細(xì)繩、圖釘、白紙、木板、鉛筆等；計(jì)算機(jī)、白板教材內(nèi)容分析“行星的運(yùn)動(dòng)”，我們既不能直觀的觀察，也不能在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，對(duì)我們來說既遙遠(yuǎn)又抽象。本節(jié)課用電腦展示行星的運(yùn)動(dòng)圖片、動(dòng)畫，化抽象為具體，逐步建立行星運(yùn)動(dòng)的模型，掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。新課程注重學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，改變過去學(xué)生被動(dòng)聽、練，改變?yōu)楝F(xiàn)在的主動(dòng)探究、交流合作、從視、聽、動(dòng)手、動(dòng)腦等多維度的接收各種信息。利用視頻《浩瀚的宇宙》，讓學(xué)生了解浩瀚宇宙中的星體，并導(dǎo)入課題，以問題探究教學(xué)法處理整節(jié)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。教材有較多的閱讀材料，指導(dǎo)學(xué)生閱讀，了解觀察在認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的作用，理解真理的來之不易。給學(xué)生提供探究學(xué)習(xí)、交流合作的平臺(tái)，讓學(xué)生在探究中體驗(yàn)和感悟，達(dá)到正確認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)，并建立太陽系內(nèi)行星運(yùn)行模型。設(shè)計(jì)理念1.多媒體演示天體運(yùn)動(dòng)的圖片，激發(fā)學(xué)生對(duì)行星運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。引入課題2.了解歷史上對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)有過漫長(zhǎng)復(fù)雜的過程，澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)。播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件，使學(xué)生對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí)．3.出示九大行星軌道圖，使學(xué)生對(duì)多數(shù)行星的軌道與圓十分接近有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)．4.抓住本質(zhì)因素，忽略次要因素，將復(fù)雜的橢圓運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為熟悉簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，讓學(xué)生再次體會(huì)這一科學(xué)的思想方法，也為后面學(xué)習(xí)萬有引力定律打下基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)有較系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)知識(shí)，特別是《圓周運(yùn)動(dòng)》知識(shí)和物理模型的處理技巧，具有了較強(qiáng)的邏輯分析能力。知識(shí)的學(xué)習(xí)，已對(duì)我們周圍物體的各種運(yùn)動(dòng)都了解，特別是圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，數(shù)學(xué)中的橢圓知識(shí)有了一定的認(rèn)識(shí)，形成了一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，為本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)[物理觀念]1．了解人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程。2．知道開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律極其科學(xué)價(jià)值。3、了解開普勒定律中的k值的大小只與中心天體有關(guān)。[科學(xué)思維、科學(xué)探究]通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究過程，了解觀察在認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的作用，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折過程。[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]體會(huì)科學(xué)家實(shí)事就是、尊重客觀事實(shí)、不迷信權(quán)威、敢于堅(jiān)持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。體會(huì)人類對(duì)自然界和諧的追求是科學(xué)研究的動(dòng)力之一。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)理解和掌握開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)．學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)．教學(xué)難點(diǎn)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)．教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（一）引課師生活動(dòng)[創(chuàng)設(shè)情景，引入新課]多媒體演示：天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，歷史上有過不同的看法，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了不懈的探索，通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)意圖多媒體演示天體運(yùn)動(dòng)的圖片，激發(fā)學(xué)生對(duì)行星運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。教學(xué)環(huán)節(jié)（二）一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)師生活動(dòng)一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)問1：．古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?“地心說”和“日心說”．問2．什么是“地心說”?什么是“日心說”’?”地心說”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)，“日心說”則認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)．“地心說’的代表人物：托勒密(古希臘)．“地心說’符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢(shì)力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說一度占據(jù)了統(tǒng)治地位．問3：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說”，請(qǐng)閱讀第44頁《人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)》，找出“地心說”遭遇的尷尬和“日心說’的成功之處．地心說所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多，如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽運(yùn)動(dòng)的位置，換一個(gè)角度來考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得筒單了．“日心說”代表人物：哥白尼，“日心說”能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)．【例1】下列說法正確的是()A、地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)B、太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運(yùn)動(dòng)C、太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)D、“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現(xiàn)在看來都是不正確的解析；“地心說”是錯(cuò)誤的，所以A不正確．太陽系在銀河系中運(yùn)動(dòng)，銀河系也在運(yùn)動(dòng)，所以，B、C不正確，從現(xiàn)在的觀點(diǎn)看地心說和日心說都是錯(cuò)誤的，都是有其時(shí)代局限性的。D正確．設(shè)計(jì)意圖澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，了解每一種學(xué)說的提出都有其時(shí)代的局限性，理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來之不易的。教學(xué)環(huán)節(jié)（三）二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律師生活動(dòng)二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律問1：古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)?古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．問2：開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的?開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)．他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別．問3：開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么?開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道，行星運(yùn)動(dòng)的線速度變化，軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．（多媒體播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件）開普勒第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．問4：這一定律說明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎?不同．[教材P45頁做一做]可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來畫橢圓．如圖7．1—l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，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(diǎn)．想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?開普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積．問5：如圖7.12所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰大？圖7.11圖7.11設(shè)計(jì)意圖播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件，使學(xué)生對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí)．動(dòng)手做一做，對(duì)橢圓知識(shí)有一個(gè)較清晰認(rèn)識(shí)，在后面學(xué)習(xí)中更好理解開普勒定律。教學(xué)環(huán)節(jié)（四）開普勒第三定律：師生活動(dòng)文獻(xiàn)資料：水星金星地球火星木星土星T（年）0.2140.61511.88111.86229.457a(半長(zhǎng)軸)0.3870.72311.5245.2039.539用Excel作圖像處理表中數(shù)據(jù)，分別作出Ta、Ta2、T2a3圖像，形象直觀的得出開普勒第三定律開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．設(shè)計(jì)意圖通過文獻(xiàn)資料師生共同探究，用Excel作圖像處理表中數(shù)據(jù)，形象直觀的得出開普勒第三定律。教學(xué)環(huán)節(jié)（五）理想化物理模型：開普勒三定律適用于圓周和橢圓軌道師生活動(dòng)（投影九大行星軌道圖或見教材P45頁圖7.13）問6：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學(xué)階段研究中按圓處理，開普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢?1、多數(shù)大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)軌道半徑十分接近圓，太陽處在圓心上。2、對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變。3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．若用R代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示：比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的恒量。參考資料：給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗(yàn)證。問7：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量，你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎?根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對(duì)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(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽，故這一常數(shù)“k"一定與中心天體——太陽有關(guān)．說明：開普勘定律不僅適用于行星繞大陽運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，K是一個(gè)與行星質(zhì)量無關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。K與中心天體有關(guān)。設(shè)計(jì)意圖出示八大行星軌道圖，使學(xué)生對(duì)多數(shù)行星的軌道與圓十分接近有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)．抓住本質(zhì)因素，忽略次要因素，將復(fù)雜的橢圓運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為熟悉簡(jiǎn)單的勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，讓學(xué)生再次體會(huì)這一科學(xué)的思想方法，也為后面學(xué)習(xí)萬有引力定律打下基礎(chǔ)。教學(xué)環(huán)節(jié)（六）歸納總結(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖本節(jié)學(xué)習(xí)的是開普勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，其中第一定律反映了行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，第二定律描述了行星在近日點(diǎn)的速率最小，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最大，第三定律揭示了軌道半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期的定量關(guān)系．在中學(xué)階段可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)展示學(xué)生畫的八大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡圖歸納知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系，評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果板書設(shè)計(jì)行星的運(yùn)動(dòng)一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律1、地心說1、軌道定律2、日心說2、面積定律3、周期定律教學(xué)反