安徽长丰高中物理万有引力与航天1行星的运动教案新人教版必修2课件

6.16.1 行星的运动行星的运动 项目项目 课题 1 1、知识与技能、知识与技能 （1）知道地心说和日心说的基本内容； （2）知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上； （3）知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相 等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关； 教学 （4）理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 目标 2 2、过程与方法、过程与方法过托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、开普勒等几位科学家对行星 运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。 3 3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观 （1）澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。 （2）感悟科学是人类进步不竭的动力。 教学重点教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律， 认识行星的运动。学好本节有利于对 教学宇宙中行星的运动规律的认识， 掌握人类认识自然规律的科学方法， 并有利于对人 内容内容 修 改 与 6.16.1 行星的运动行星的运动 创新 重、造卫星的学习。 难点教学难点教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用， 通过本节的学习可以澄清人们对 天体运动神秘、模糊的认识。 教学 挂图、多媒体课件 准备 （一）新课导入（一）新课导入 多媒体演示多媒体演示天体运动的图片浏览。 教学 在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜 过程 空中的星星„„由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、 不断探索 的领域。关于天体的运动，历史上有过不同的看法。 中国古代天文学观。 我国古代先民看到北极星常年不动， 以及北斗七星等拱极 星的回转，便以为星空是圆的，就像是一只倒扣着的半球大锅，覆整在大地上，而 1 北极则是这盖天的顶，又认为地是方的，就像一张围棋盘，此即“天圆地方”说。 东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的 蛋黄。 中国古代通常将历法和天文联系在一起。 历法注重天体运行的长时间段的重复 周期， 而不注重天体在三维空间中的运行情况， 与古希腊人和中世纪的欧洲人不同， 中国历法家很少关心宇宙结构方面的讨论。 在汉朝的大部分时期， 人们满足于这样 的假设有人居住的世界是一小块中心区域，靠近平面大地中央，这个平面大地是 一个绕着倾斜的轴旋转的天球的直径面， 天体在该天球的内面移动， 但它们靠何种 机制来进行这种运动则没有讨论。 中国古代有丰富的天文记录。公元前第二个千年的后期，甲骨文中已记载了新 星现象，从约公元苗200 年开始，在官方文件中已有关于新星的连年记载，还有流 星雨、彗星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、板光之类的记载，或对蕾星的跟 踪观测的记录。这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪 器，所观测的天体位置，其精确程度毫不逊色于欧洲在第谷之前的观测。 在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如太阳、月亮、夜 空中闪烁的星星„„吸引了人们的注意， 智麓的头脑开始探索天体运动的奥秘， 它 们的运动是靠神的支配， 还是物理规律的约束经过不懈的努力， 科学家们对它已 有初步的了解，这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况。 （二）新课教学（二）新课教学 1 1、、 “地心说”和“日心说”之争“地心说”和“日心说”之争 讨论与交流讨论与交流 （1）古人对天体运动存在哪些看法（（ “地心说”和“日心说” ） （2）什么是“地心说”什么是“日心说” ’（”地心说”认为地球是宇宙的中 心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动， “日心说”则认为 太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 “地心说’的代表人物托勒 密古希腊． “地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关 于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位。 ） “日心说”战胜了“地 心说” ，最终被接受。 讨论与交流讨论与交流 2 “日心说”战胜了“地心说” ，最终真理战胜了谬误， 请同学们阅读第 64 页人 类对行星运动规律的认识，中托勒密地心宇宙，哥白尼拦住了太阳，推动了地 球。交流讨论，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处 （（地心说所 描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多， 如果把地球从天体运动的中心位置移到 一个普通的、绕太阳运动的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以 解决，行星运动的描述也变得筒单了。 ） “日心说”代表人物哥白尼， “日心说” 能更完美地解释天体的运动。 2 2、开普勒行星运动定律、开普勒行星运动定律 做一做做一做用图钉和细绳画椭圆，，可以用一条细绳和两图钉来画椭圆，如图 7.1l 所示，把白纸镐在木板上，然后按上图钉，把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔 紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态，铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉 在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点。 想一想想一想 椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和 有什么关系 课堂训练课堂训练分四小组进行，阅读教材第二段到最后，并阅读第 64 页人类对行星 运动规律的认识中第谷天才观察家，开普勒真理超出期望，投影展示以下问 题 （1）古人认为天体做什么运动（古人把天体的运动看得十分神圣，他们认为天 体的运动不同于地面物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀逮圆周运动。 ） （2）开普勒认为行星做什么样的运动他是怎样得出这一结论的（开普勒认为 行星做椭圆运动，他发现假设行星傲匀逮圆周运动， 计算所得的数据与观测数据不 符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这一差别。 ） （3）开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律具体表述是 什么（开普勒行星运动定律从行星运动轨道，行墨运动的线速度变化，轨道与周 期的关系三个方面揭示了行星运动的规律）具体表述为 第一定律第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。太阳处在椭圆的一个焦点上。 3 这一定律说明了行星运动轨迹的形状， 不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗 （（不同） 第二定律第二定律 对任意一个行星来说，对任意一个行星来说， 它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面 积。积。 如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，如果时间间 隔相等，即 t2t1t4t3，那么面积 A面积 B。由此可见，行星在远日点a 的速率 最小，在近日点 b 的速率最大。 第三定律第三定律 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都 相等。相等。由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在近似计算中，可以认为行星都以太阳为 圆心做匀速圆周运动，在这种情况下，若用R 代表轨道半径，T 代表公转周期，开 普勒第三定律可以用下面的公式表示 比值 k 是一个与行星无关的恒量，只与太阳有关。 4