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高中物理行星的运动教案

2023-07-14 08:48:15 收藏本文 下载本文

“booktopia”通过精心收集,向本站投稿了17篇高中物理行星的运动教案,这次小编给大家整理后的高中物理行星的运动教案,供大家阅读参考。

高中物理行星的运动教案

篇1:高中物理行星的运动教案

一、教学分析

1、教材分析

本节教材介绍了人们对星体运动的认识过程,重点介绍开普勒三定律,目的是引导学生认识天体运行的规律与地面物体的运行规律本质上是相同的,从而为万有引力定律的得出作准备。这节内容对学生来说是抽象的、陌生的,甚至无法去感知。所以本节课主要引导学生了解人类对星体运动认识的发展过程,从“日心说”和“地心说”的内容到其两者之间的争论,从第谷的精心观测到开普勒的数学运算,在学生整体感知的过程中引导学生体会这些大师们的思路、方法及他们的一丝不苟的科学精神,并激发他们热爱科学、探索真理的求知欲望。

2、学生分析

高一的学生对知识充满着一种渴望,具有浓厚的学习兴趣,他们的观察不只停留在一些表面现象,而具有更深层次的探究愿望。他们对天体的运动充满好奇又觉得非常神秘而不易理解。但对行星的运动的了解只停留在看科普电视节目、科普书籍和地理课的介绍层面上,对古代天体运动的两种学说和开普勒行星三定律还很陌生。

二、教学目标

(一)、知识与技能

1.了解中国古代宇宙观。

2.知道地心说和日心说的基本内容。

3.知道开普勒关于行星运动的三大定律的内容。

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。

(二)、过程与方法

1.通过托勒密、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.

2.渗透科学思想、科学方法、科学品质的教育,感知物理学史,体会科学发展的曲折与艰辛。

3. 通过对天体运行研究历史的了解,体会科学研究的一般思路与方法──质疑、批判、猜测、观察与实验。

(三)、情感态度价值观

1. 通过对天体运行研究历史的了解,感悟科学家对科学的执著和献身精神。

2.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.

3. 培养学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、敢于坚持真理、实事求是的科学态度。

激发学生的爱国热情

4.感悟科学是人类进步不竭的动力.

三、教学重点和难点

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。

教学难点:对开普勒行星运动定律的理解和应用。

四、教学方法

1.“日心说”的建立教学——采用学生自主阅读对比、反证、合作交流及讲授法。

2.行星运动规律的建立——采用放录像和CAI课件模拟行星的运动情况。

五、教学过程:

创设情景、引入新课

播放嫦娥一号发射升空到绕月过程的视频动画。

(激发学生的学习兴趣和爱国热情,体会物理的重要性)

教师:谁没有在童年遥望星空的记忆?漫天星斗曾经激起多少美丽的梦想!

我们与无数生灵生活在地球上,白天我们沐浴着太阳的光辉.夜晚,仰望苍穹,繁星闪烁,美丽的月亮把我们带入了无限的遐想之中,这浩瀚无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态各异的天体,它们的神秘始终让我们渴望了解,并不断地去探索…

(把学生的思绪带回到童年,激发学生对宇宙、对行星运动探究的欲望。)

新课教学

(一)、简介中国古代宇宙观

1.盖天说:天圆如张盖,地方如棋局。

2.张衡的浑天说:“天地之体,状如鸟卵,天包地之外,犹卵之裹黄,周旋无端,其形浑浑然。”

(简介中国古代宇宙观,使学生对我国古人对天体运动的研究有所理解)

(二)、地心说与日心说

学习与交流:请学生阅读教材课文一、二自然段思考下面几个问题:

课件展示问题:

1.古代人们对天体运动存在哪些看法?

2.什么是“地心说”,什么是“日心说”?

3.哪种学说占统治地位的时间较长?

4.两种学说争论的结果是什么?

[学生活动]阅读课文,并从课文中找出相应的答案。

1.在古代,人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。

2.“地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳,月亮以及其他行星都绕地球运动;“日心说”认为太阳是宇宙的中心,地球,月亮以及其他行星都在绕太阳运动。

3.“地心说”占领统治地位的时间较长.

4.“日心说”与“地心说”争论的结果是“日心说”最终战胜了“地心说”,真理最终战胜了谬误。

教师:介绍“地心说”和“日心说”的发展过程

多媒体展示“地心说”和“日心说”的观点,并配以动画。

(让学生对这两种对立的学说有一个简单的感性认识。)

(三)、开普勒对行星运动的研究

教师:德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据,也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的,但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2′。开普勒想,很可能不是匀速圆周运动。在这个大胆思路下,开普勒又经过四年多的刻苦计算,先后否定了19种设想,最后终于计算出行星是绕太阳运动的,并且运动轨迹为椭圆,证明了哥白尼的“日心说”是正确的,并总结为行星运动三定律。

(使学生领略前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度,从而感悟科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄来临)

请学生阅读课文三、四、五自然段,同时回答下列问题:

课件展示问题:

1.古人认为天体做什么运动?

篇2:高中物理行星的运动教案

课题 §6.1 行星的运动 课 型 新授课(1课时)

教学目标 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.

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.

过程与方法

通过托勒密、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.

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、难点 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,并有利于对人造卫星的学习.

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 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 教具准备

挂图、多媒体课件

教 学 活 动

[新课导入]

【多媒体演示】天体运动的图片浏览。

教师: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.

(课件投影)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2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.

学生阅读后对探索宇宙产生兴趣.

师: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.

[新课教学]

一.“地心说”和“日心说”之争

[讨论与交流]

展示问题:

请阅读教材第一段

1.古人对天体运动存在哪些看法?

生:“地心说”和“日心说”.

师:2.什么是“地心说”?什么是“日心说”’?

生:”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.生:“日心说”战胜了“地心说”,最终被接受.

[讨论与交流]

展示问题:

师:“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.

生: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.

二、开普勒行量运动定律

[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7.1—l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,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]

(分四小组进行)

师;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:

师:1.古人认为天体做什么运动?

生: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.

师: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?

生: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.

师: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?

生: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:

篇3:高中物理行星的运动教案

教学目的:

?1.了解地心说和日心说两种不同的观点

?2.知道开普勒对行星运动的描述

教学重点:知道开普勒对行星的描述

教学过程:

?引入:在前面我们学习了力和运动,并且讲述了力和运动的关系:动力学。介绍了几种常见的物体运动,本章将介绍一种新的力-------万有引力和一种新的运动实例--------行星的运动。

一 地心说与日心说

?1.让同学自己阅读,找出地心说和日心说的观点:

地心说:认为地球是宇宙的中心。地球的静止不动的,太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。

日心说:认为太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳动动

?2.为什么地心说会统治人们很久时间。

?3.古人是如何看待天体的运动:

古人认为天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动。

?4.谁首先对天体的匀速圆周运动的观点提出怀疑:开普勒

二 开普勒三定律

?开普勒通过四年多的刻苦计算,先后否定了十九种设想,最后了发现星运行的轨道不是圆,而是椭圆。并得出了开普勒两条定律:

?开普勒第一定律:所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

?开普勒第二定律:太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积

?如图:如果时间间隔相等,即t2-t1=t4-t3那么面积A=面积B

?开普勒第三定律: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相等。

R3/T2=k (k是一个与行星或卫星无关的常量,但不同星球的行星或卫星K值不一定相等)

篇4:高中物理必修二教案行星运动

1、了解人类探索宇宙奥秘的发展简史,增强求知欲;

2、理解开普勒三个定律的内容和意义,会分析行星运动的基本特点;

3、理解开普勒第三定律椭圆运动规律到圆运动规律的转换;

4、培养学生尊重事实,善于观察,善于思考,善于动手的思想和能力,建立科学的宇宙观。

篇5:高中物理必修二教案行星运动

1 、学生已有的知识结构和能力。 从学生已经具有的知识基础来看,学生在学习本节课之前,可能只是通过 小学的科学课、报刊、杂志、电视等方式对有关科学家的事例略知一二,对科学 家的发现、发明、创造内容的了解应该是非常琐碎的, 无系统的天体运动研究历 史方面的知识,但对天体的运动学习应该具有很大的好奇心和浓厚的兴趣。

2 、学生认知能力上的欠缺。 从学生的认知能力看,由于行星运动抽象、无法感知,学生在理解行星的 运动规律上会存在障碍,同时椭圆在数学上还未接触过,也会给学生造成困惑。

篇6:高中物理必修二教案行星运动

1、理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动

2、对开普勒行星定律的理解和应用。

篇7:高中物理必修二教案行星运动

[例1]关于行星的运动以下说法正确的是( )

A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越长

C.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长

D.水星离太阳“最近”,公转周期最短

分析: 由开普勒第三定律 可知,a越大,T越大,故CD正确,B错误;式中的T是公转周期而非自转周期,故A错。 答案:CD

[例2]有两个人造地球卫星,它们绕地球运转的轨道半径之比是1:2,则它们绕地球运转的周期之比为 。

分析:设两人造地球卫星的轨道半径分别为r1、r2,周期分别为T1、T2,且r1:r2 =1:2,则根据开普勒第三定律 ,则得出结果。

篇8:高中物理必修二教案行星运动

活动1【讲授】新课教学

引入新课:

自人类诞生之日起,我们就对这茫茫宇宙充满了好奇,希望探索宇宙的奥秘。我国古代产生了很多与此有关的美丽神话传说,比如关于宇宙的来源——盘古开天地。科学技术发展到今天,科学家对宇宙万物有了一定的认识。现在,我们知道,宇宙是这样产生的——宇宙大爆炸。 本节我们就共同来学习前人所探索到的行星的运动情况。

进行新课 :

一、古人对天体运动的看法及发展过程 在古代,人们对于天体的运动存在着两种对立的看法,被称为“地心说”和“日心说”(教师介绍相关物理学史)。

1、“地心说”:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动;

2、“日心说”:太阳是宇宙的中心,地球、月亮以及其他行星都在绕太阳运动。

【提问】“日心说”和“地心说”哪种观点更正确?日心说的观点是否绝对正确?

若地球不运动,昼夜交替是太阳绕地球运动形成的,那么每天的情况就应是相同,事实上,每天白天的长短不同,冷暖不同,而“日心说”则能说明这种情况;白昼是地球自转形成的,而四季是地球绕太阳公转形成的。 “日心说”也并不是绝对正确的,太阳只是太阳系的中心天体,而太阳系只是宇宙中众多星系之一,因此太阳并不是宇宙的中心,也不是静止不动的。迄今为止,人类还没有发现宇宙的中心。

二、开普勒行星运动定律:

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、最和谐的匀速圆周运动。开普勒研究了第谷的行星观测记录,发现假设行星作匀速圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星作椭圆运动,才能解释这一差别。

出示表一:节气表。

由节气表分析可知,一年中四季的时间为:春季92天,夏季94天,秋季91天,冬季90天。如果地球运动轨道是圆,四季的时间应该是相等的,四季时间不等,说明地球绕太阳运动的轨道不是圆,而是椭圆。

1、开普勒第一定律: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。(轨道定律)

【认识椭圆】 椭圆有2个焦点,半长轴用 表示,半短轴用 表示。

2、开普勒第二定律: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积。(面积定律)

【提问】根据开普勒第二定律,如果一颗行星绕太阳沿椭圆轨道运动,它在远日点 和近日点 的速度大小相等吗?

由图易知,相等时间内在远日点附近运动的弧长 小于在近日点附近的弧长 ,因此可知,远日点速度小于近日点速度,即 。

3、开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。(周期定律)即: (k为常量)

提问:比值k与行星无关,它可能跟谁有关呢?来分析下面一组数据。

出示表二:太阳系行星与地球卫星半长轴、周期一览表

由表中数据分析可知,围绕太阳运动的八大行星的K值相等,围绕地球运动的2颗卫星的K值也相等。由此得出结论:K值只与中心天体有关。中心天体相同,K值相等;中心天体不同,K值一般不同。

【注意】开普勒第三定律也适用于绕行星运动的卫星。 实际上,多数行星的椭圆轨道与圆十分接近(课本33页图6.1-3),在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理,那么行星运动过程中就没有近日点和远日点。这样我们就可以把开普勒三大定律表述为: 行星绕太阳做圆周运动,太阳处在圆心位置; 行星绕太阳运动时线速度(或角速度)不变,即行星做匀速圆周运动。 所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值相等,即 。

篇9:高中物理行星的运动教案

【教学目的】

知识目标:了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程;知道开普勒对行星运动的描述。

能力目标:培养学生语言表达能力;协作能力;计算推理能力;以及在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设,再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法。

情感目标:通过开普勒行星运动定律的建立过程,渗透科学发现的方法论教育,建立科学的宇宙观;激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。

【教学重点】“日心说”的建立过程和行星运动的规律

【教学难点】学生对天体运动缺乏感性认识;开普勒如何确定行星运动规律的

【教学仪器】录像,课件,图钉,纸,线

【教学方法】启发式综合教学法

【教学过程】

引入:

宇宙中有无数星系,与我们最密切的星系就是太阳系,首先我们通过一段录像来看一下太阳系的结构。太阳系中有九大行星,这是我们早就获知的一个信息。然而,,8月24日国际天文学联合会大会通过新的行星定义,冥王星因不能清除其轨道附近其他天体而被“逐出”行星行列,编入“矮行星”。这样的话,太阳系就只有八大行星了,今后教材对这一点内容会做相应的修改。

行星重新定义一事,表明人类对太阳系的认识又加深了一步,开始进入探测太阳系的黄金时代。那么,在古时,人类是对太阳、月亮、地球等天体的运动有过什么样的看法?

新课教学

最早,人类从观察北极星常年不动,及北斗七星的回转现象认为天是圆的地是方的,即天圆地方。直至公元二、三世纪才对宇宙中各天体的运动形成初步的理论——地心说。公元16世纪又提出了日心说。

一、地心说

首先请地心说小组展示自己的ppt,简要介绍地心说的发展过程及主要内容。

地心说的主要内容是:地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做简单完美的圆周运动。

接下来有请日心说小组介绍其创立者和主要内容

二.日心说

日心说的内容:太阳是宇宙中心并且静止不动,地球围绕太阳做圆周运动,并且在自转,其他行星都围绕太阳做圆周运动。

过渡:我们现在知道地心说是错误的,哥白尼的日心说也并不完全正确,因为太阳并不是宇宙的中心,而是银河系中的一颗普通恒星,它也不是静止不动的。但日心说比地心说更接近真理。但日心说的传播必然危及教会的思想统治。罗马教廷对公开支持日心说的科学家加以迫害,把日心说视为“异端邪说”。可见,日心说最终战胜地心说是一个漫长而艰难的过程。

三.日心说的发展过程

请日心说发展史小组介绍为日心说的发展做出巨大贡献的科学家。参看殉道者哥白尼学说的弘扬。

过渡:虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说,但仍然认为行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。那么是谁纠正了这个观点,使“日心说”更彻底地否定地心说.开普勒。提到开普勒我们就有必要先了解留给开普勒大量精确观测资料的人——丹麦的天文学家第谷·布拉赫(1546-1601)。

有请第谷小组讲述其对天文学的贡献。参看第谷和开普勒的故事,两颗超新星——第谷和开普勒,建立万有引力的背景

过渡:第谷连续对750颗左右恒星进行观察并有准确记录,为开普勒革新行星运动理论,发展日心说奠定了基础,那么开普勒如何发现行星运动三大定律的呢?请开普勒小组介绍

接下来,我们通过录像把从地心说到日心说的主要代表人物,它们的理论以及建立的宇宙体系作个总结。

看了录像和先前同学们的介绍,请大家谈谈:从哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷、开普勒这些科学家的事迹中,我们受到了什么样的启迪?(从科学态度及研究方法来看)

相信真理,不迷信权威的实事求是的科学态度(哥白尼提出日心说,布鲁诺坚持宇宙无极限的思想,伽利略坚持相信天文观测的结果,支持日心说,开普勒放弃匀速圆周运动,采用椭圆轨道),一丝不苟、孜孜以求的精神,严谨的科学态度(哥白尼4个九年时间论证自己的理论,第谷20年时间坚持不懈的观察记录,开普勒对行星运动规律的探索(用开普勒自己的话说:“十六年了,我终于走向光明,认识到的真理远超出我的热切期望)),我们对待学习更应该是脚踏实地,认认真真,不放过一点疑问,要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质,来实现人生价值.

四、开普勒定律

1.开普勒第一定律(轨道定律:教师补充作图,并展示课件)

第一定律: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.

第一定律涉及到椭圆,接下来我们通过作图来了解有关椭圆的一些知识。同学们手上有白板、纸、图钉、细线,根据做一做的要求画出椭圆。图钉所处的位置就是椭圆的焦点,那么椭圆就有两个焦点。过两焦点与椭圆相交的线段长就叫长轴,长轴的一半就叫半长轴,用字母a来表示。椭圆上任一点到两焦点的距离和是定值还是一个变化的值?。有了椭圆的初步认识后,第一定律就更好理解了。看课件。八大行星运动的椭圆轨道并不相同,但太阳始终位于这些椭圆的同一个焦点上。

2.开普勒第二定律(面积定律)

第二定律: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积.

教师:如何来理解这个定律呢?我们还是利用刚才所画的椭圆,行星在这个椭圆轨道上绕太阳运动。行星好比作图中的哪个工具?笔。太阳就在左侧焦点。这两者的连线就是左侧图钉到笔的绳长。请同学们让笔分别在近日处和远日处匀速地运动起来,在相等的时间内,绳长扫过的面积是否相等?近日处小于远日处。依据第二定律,绳长扫过的面积要相等,笔在哪处运动的快?

可见,第二定律揭示了行星并不做匀速率运动,而是近日处速率大于远日处。

3.开普勒第三定律

行星运动速度与行星距太阳远近有关,于是开普勒就联想到行星运动周期也应与行星到太阳的距离有关。于是,他继续对着第谷留下的一堆数字去动脑子。开普勒将人们最熟悉的地球到太阳间的距离R定为1,地球绕太阳的公转周期T是1年,以此为标准再换算其他行星的周期和到太阳的平均距离(半长轴a),将观测数据转化成这么一堆数字:

行星 a T 行星 a T 水星 0.387 0.241 火星 1.524 1.881 金星 0.723 0.615 木星 5.203 11.862 地球 1.000 1.000 土星 9.539 29.457 从这一堆数据里怎么找出规律?我们总是从最简单的比例关系入手,由简单到复杂。同学们所熟悉的比例关系有哪些?正比,反比,平方成正比,三次方成正比等等。接下来我们就来找找看。成正比就意味着a/T是一个定值,反比意味着aT是一个定值,以此类推。开普勒当时没有计算器,就靠一只笔,做了无数次这样的加减乘除,用了整整九年的时间才得到两者的关系:a的三次方和T的二次方成正比的关系

大家看一下a3与T2的比值。所有行星都是相同。可见:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,这就是行星运动的第三条定律

表达式可为: a表示椭圆的半长轴,T代表公转周期

小结:开普勒第一定律否定了圆轨道;第二定律否定了匀速率运动;第三定律建立了所有行星之间的联系。开普勒三定律为后来牛顿发现万有引力定律奠定了基础,开普勒被称为天空的立法者。

1618~16,开普勒写了(哥白尼天文学概要>一书,把天文学的研究概括为5个方面:① 观测天象;② 提出对观测到的天象进行解释的假说;③ 宇宙论的物理或哲学;④ 推算天体过去与未来的方位;⑤ 有关的仪器制造和使用的机械学。这一概括表明到开普勒时期,天文学已经具有了自己的研究对象、研究体系和研究程序,产生了近代自然科学的基本方法:进行观测一提出假说一形成理论一实践验证一实际应用。这也正是自然科学革命首先在天文学领域开展的一个基本前提。实验归纳和数学演绎相结合的方法,是科学研究的重要方法。

提问:行星轨道图。同学们可以看到多数行星的轨道与圆十分接近.所以在中学阶段的研究中轨道就按圆来处理.开普勒三定律用于圆轨道时,应该怎样表述呢?

篇10:高中物理行星的运动教案

课程目标

知识与技能 1.知道地心说和日心说的基本内容。

2.知道开普勒三定律的内容。

3.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。 过程与

方法 通过托勒密、哥白尼、第谷、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。 情感态度

与价值观 1、澄清对天体运动神秘模糊的认识,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,培养热爱科学,追求真理的高尚情操。3、在科学探究中学会与人合作,与人共享。 教学重点 开普勒行星运动定律 教学难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用 教学过程 学生活动 引入新课

多媒体演示:《仰望星空》诗朗诵

天体运动的图片浏览。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。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,历史上有过不同的看法,科学家对此进行了不懈的探索,通过本节内容的学习,将使我们正

确地认识行星的运动。

新课讲解

一、古代对行星运动规律的认识

问1:.古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”.

问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达1300多年.

从中世纪以来,教会的反动统治形成了一道无形的枷锁,凡是不符合教会思想而另有主张的人,都会遭到迫害。哥白尼毕生致力的著作《天体运行论》,临终前才在这本书上签上了自己的姓名。日心说与地心说的斗争是一场真正的科学革命,使人们的世界观发生了重大变革,宇宙中心的转变暗示了宇宙可能根本没有中心,这在哥白尼那里还是隐含的,意大利学者布鲁诺将它公开说出,结果被捕入狱,在被囚禁的八年中,布鲁诺始终坚持自己的学说,最后被宗教裁判所判为“异端”,烧死在罗马鲜花广场。

第谷·布拉赫(1546-1601),丹麦天文学家和占星学家。毕

生精力投入到行星位置的测量中,他所做的天文仪器观测精度之高,是他同时代的人望尘莫及的.

德国天文学家开普勒(1571-1630),在最初研究他的导师第谷所记录的数据时,也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的,但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分,开普勒想,这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此,人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动,第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料,经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想,最后终于发现了天体运行的规律-------开普勒三大定律。

二、开普勒行星运动定律

问1: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.

问2: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,行星运动的线速度变化,轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律.

开普勒第一定律: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.

问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.

开普勒第二定律: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积.

问4:如图7.1-2所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大?

因为相等时间内面积相等,所以近日点速率大。

开普勒第三定律: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 的比值都相等. EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT (k值只与中心天体质量有关)

三、行星运动的理想化处理:

问5:由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在中学阶段研究中按圆处理,开普勒三定律的内容应该怎样表述呢?

1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆,太阳处在圆心上。

2、对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变。

3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等.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:

一名学生

朗诵(激发学生探索宇宙奥秘的激情) 学生交流、讨论各自的课前预习结果,并且总结、发言。

(通过课前查阅资料的过程,体会主动学习的乐趣;感知大师们的思路、方法以及他们一丝不苟的科学精神,激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。)

通过对行星运动定律的建立过程的了解,感受观察手段及数学归纳法在科学研究中的重要作用。

两名学生上黑板画椭圆。

学生上黑板推导远日点速率与在近日点速率大小关系

引导学生分析表格数据,讨论k值与什么因素有关?

学生用自己的话表述行星运动的理想化处理。 四、【小试牛刀】

1.关于行星的运动,以下说法正确的是( )

A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大

篇11:行星的运动

教学目的:

1、 了解人类对力学运动的研究首先是从研究天体运动开始。

2、 介绍两种学说——地心说与日心说,了解科学家发现的艰辛。

3、 知道开普勒的定律。

重点:开普勒定律

难点:开普勒定律的应用

教法:启发式综合教学法

教学过程:

一、引入:

人类在自己的发展过程中首先就遇到了时间的测量总是如季节的更替,旱季或雨季什么时候开始,如何辩别方向等等。为了解决这些问题,人类通过对天体——太阳、月亮、行星和恒星的观察,找到了解决问题的办法,人类就这样开始对天体的位置和运动的研究。

二、授新:

1、行星的运动的两种学说

研究天体运动显然应当从最简单的情况着手。古希腊的天文学家和哲学家发现太阳从东边升起,从西边萍 。他们就认为地球是不动的,是宇宙的中心,一切天体——太阳、月亮、行星和星球教师围绕着地球在天空做简单的完美的圆周运动。

结论:地心说的内容是:地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切得星围绕地球做圆周运动。

地心说的代表人物是古希腊的科学家和哲学家亚里士多德。

大约在公元前四世纪或者三世纪,希腊天文学家阿里斯塔克指出,地球和所有行星都是围绕太阳而转动的。此外,地球还围绕自身的轴而旋转。他是人类历史上第一个提出有关太阳系结构的所谓日心说。波兰科学家哥白尼在《天体运行论》一书中,对日心说有更具体的论述和数学论证。此书的出版是科学史上的一次革命。

结论:日心说的内容:太阳是宇宙中心并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。

2、两种学说的斗争

地心说的观点与宗教神学观点一样,认为地球是宇宙的中心。随着对行星的研究的加深,人们感到地心说对天体运动的解释过于复杂和人为化,而日心说对行星的运动的解释更为合理简单。

3、开普勒定律

虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说,但仍然认为其他行星围绕太阳做圆周运动。这个观点是错误的,开普勒在第谷对780颗左右恒星观察并有准确记录的基础上,提出了椭圆轨道定律和周期定律。

a、 开普勒第一定律(椭圆轨道定律):所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围

绕太阳运动,太阳是在这些椭贺的一个焦点上。

b、 开普勒第二定律(周期定律):所和行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周

期的二次方的比值都相等。

(画图解释)

开普勒定律以极简明的结论代替了庞大复杂的系统,使得计算行星的轨道半径和它

们的位置工作大简化。

小结:

板书设计:

第一节 行星的运动

1、行星的两种学说:

a、地心说:地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切得星围绕地球做圆周运动。

b、 心说:太阳是宇宙中心并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周                       运动。

2、两种学说的斗争:

3、开普勒定律:

a、 开普勒第一定律(椭圆轨道定律):所有的行星分别在大小不同的椭圆轨

道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭贺的一个焦点上。

b、 普勒第二定律(周期定律):所和行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公

转周期的二次方的比值都相等。

篇12:高中物理运动的描述教案

高中物理运动的描述教案

课程学习目标目标解读

1.理解描述物体(质点)运动的基本概念.

2.合理地选择匀变速直线运动规律解决实际问题,努力寻找解决问题的最佳方案.

3.掌握构建物理模型解题、巧选参考系解题、逆向思维法解题和运用图象解题等方法.

4.正确辨识图象,理解图象含义,能根据图象获取有关运动的信息.

5.能熟练地应用运动学基本公式,特别是平均速度公式.

学法指导本章的概念较多,要注意矢量和标量的不同;本章的公式也很多,学习过程中尽量推导公式,一方面能记住公式,另一方面也可以理解公式间的关系,在一题多解中体会如何比较简捷的处理直线运动问题。图象多也是本章的一个特点,只有正确的理解图象的物理意义,才能比较好的利用图象分析问题,特别是追及问题。

课程导学建议重点难点掌握匀变速直线运动规律,正确地选择公式,利用v-t图象分析问题,解决简单的追及和相遇问题.

教学建议本章的复习建议用1-2课时,突出强调基本概念,基本知识和规律的掌握,初步让学生能够分析清楚物体的运动过程,并能根据过程中的条件正确选择公式,着重刹车类问题和简单追及相遇问题的的了解,但难度不能太大。

课前

准备本章知识学生的掌握情况可能有比较大的.差异,要了解大多数学生处于什么状况。公式的了解、理解和应用有一个过程,初速度为零的匀加速直线运动(自由落体运动为代表)的规律掌握到什么程度也决定以什么方式复习本章内容。

导 学 过 程 设 计

程序设计学习内容教师行为学生行为媒体运用

预习过程梳理知识确保每一位学生处于预习状态。回顾本单元内容,可以查阅教材和以前的学案,对本章内容的知识体系和重点难点有所了解。PPT演示课题及学习目标

完成学案巡视学生自主学习的进展,学生填写学案的情况。尽可能多得独立完成学案内容,至少完成第一层级的内容。

结对交流指导、倾听部分学生的交流,初步得出学生预习的效果情况。就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。

第二层级

小组讨论

小组展示

补充质疑

教师点评主题1:

描述运动物体的几个物理学参量(1)五个物理量,分别是初速度(v0)、末速度(vt)、加速度(a)、位移(x)和时间(t).注意规范物理量的符号。

(2)只要确定一段匀变速直线运动五个物理量中的任意三个物理量,其余的两个物理量就确定了, 这段匀变速直线运动也就确定了.说明:平时问题中可能会给出多余的物理量或矛盾的物理量时,要注意甄别。(1)对于一段匀变速直线运动而言,描述这段运动的物理量有几个?分别是什么?学生可能一下子说不全学了哪些公式,但五个物理基本上通过讨论能说出来。

(2)在一段匀变速直线运动中, 只要确定哪几个物理量就可以确定这段匀变速直线运动?小组讨论基本能解决问题,但要说明白也不容易。口头表述

主题2:

速度v、速度变化量Δv、加速度a的比较教师注意从以下几方面点评:

1.物理意义是不同的.

2.定义式和单位是不同的。

3.速度、速度变化量、加速度三者之间没有必然的大小联系.

另外也可以强调速度、速度变化量、加速度都是矢量在匀变速运动中常涉及速度v、速度变化量Δv、加速度a三个物理量,但它们的大小关系常常是我们容易犯错误的地方,那这些物理量之间有什么联系和区别呢?

这是本章必须理解好的一个问题,这类问题也是以后物理学习中经常会遇到的。口头表述或板书

主题3:

匀变速直线运动的位移公式教师一方面可以从物理情景上提示学生,另一方面也可以根据主题一的结论入手分析问题(实际上就是数学中的排列组合),最后得出结论,其实只有不涉及加速度a和不涉及初速度v0是没学过得公式。对一般的匀变速直线运动涉及的物理量有5个,即v0、vt、t、a、x,可变换出来哪些公式?

学生可能不知道从哪个方面来解决问题。PPT

讲练结合独立分析思考根据具体情况与部分同学(特别是各小组组长)交流,掌握学生的能力情况.

追及和相遇问题如果学生基础不好就以后解决。时间不够可以教师讲解为主处理。一、公式的选择和多过程问题

二、图象问题

三、减速及刹车问题

四、追及和相遇问题

全体学生独立思考,独立完全,小组同学都完全后可交流讨论。PPT

拓展技能检测视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT

记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。PPT

总结反思知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。学生就本节所学做一个自我总结,之后可小组交流讨论。PPT

感悟收获注意有代表性的收集一些学生的体会,以便有针对性地调整教学方法。根据自己的感受如实填写

根据自己的思考找出解决方案

课外拓展比较复杂的多过程运动

篇13:行星的运动物理教案

教学目标

知识目标

1、了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程;

2、开普勒对行星运动的描述;

能力目标

1、培养学生在客观事实的基础上通过分析、推理,提出科学假设,再经过实验检验的正确认识事物本质的思维方法。

2、通过学习,培养学生善于观察、善于思考、善于动手的能力。

德育目标

1、通过开普勒运动定律的建立过程,渗透科学发现的方法论教育、建立科学的宇宙观。

2、激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。

教学重点

“日心说”的建立过程和行星运动的规律

教学难点

学生对天体的运动缺乏感性认识,和开普勒如何确定行星的运动规律的。

教学方法

1、“日心说”的建立的教学――采用对比、反证及讲授法。

2、行星的运动规律的建立――采用挂图、放录像资料或用cAI课件模拟行星的运动情况。

教学用具

行星运动的挂图、资料片、投影仪和投影片。

课时安排

1课时

教学步骤

导入新课

在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一,形态各异的天体,如太阳、地球、月亮、星星等等。这些天体是如何运动的呢?人类最初是通过直接的感性认识以及受宗教的影响,建立了“地心说”,但后来,第谷等科学家通过长期观测,记录了大量的观测数据,对地心说进行挑战,哥白尼在些基础上提出了“日心说”,“日心说”认为太阳是宇宙的中心,其他天体(包括地球)都绕太阳作匀速圆周运动。“日心说”虽在“地心说”的基础上前进了一大步,但“日心说”解释行星运动时与实际观测的结果仍有一定的误差,最终开普勒通过计算,确立了行星运动的正确图景:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。开普勒对行星运动的描述,为牛顿发现万有引力定律奠定了重要的基础。

新课教学

(一)用投影片出示本节课的学习目标:

了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程;

知道开普勒对行星运动的描述;

(二)学习目标完成过程:

1、“地心说”和“日心说”的发展过程:

我们生活在地球上,地球是浩瀚宇宙中无数星球中的一个,这些星球是如何运动的呢?

在古代,人们认为地球是静止不动的,太阳、月亮及其它行星都围绕着地球运动,这就是“地心说”。“地心说”符合人们的日常经验,也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法。但随着世界航海事业的发展,人们希望借助星星的位置为船队导航,因而对行星的运动观测越来越精确,由大量的观测数据表明,用托勒密的“地心说”模型很难得出完满的解答,当时,哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台,而是一个球体,哥白尼就开始推测是不是地球每天都围绕自己的轴线旋转一周呢?他假想地球并不是宇宙的中心,它与其他行星都是围绕着太阳在作匀速圆周运动的。这个模型称为“日心说”,用“日心说”能够较好地和观测数据相符合,但是哥白尼思想很晚才为人们所接受,他的著作发表后,几乎在一个世纪中完全被人们所忽视,主要原因是:(1)在他们的著作中,“日心说”只是一个“假设”,若用这个“假设”,行星运动的计算比“地心说”容易得多。(2)当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中,一个人的科学见解可能会成为判断其是否忠诚的试金石。(3)在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据,根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合,(4)最后,甚至于连哥白尼本人也认为必须把托勒密的“本轮”的思想引进他的模型中。

丹麦物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料,他花了几年时间一遍一遍地进行数学计算,通过计算,他感到哥白尼的“日心说”是正确的,并且把行星运动的轨迹修改为椭圆,他的发现可以归结为行星运动三大定律,这些经验定律精确地与观测数据相符,因而被人们接受。

2、开普勒行星运动定律

开普勒关于行星运动的描述可以表述为三大定律,我们主要是介绍第一定律和第三定律。

开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

由于行星的运动轨迹不是正圆,因而它与太阳的距离一直都在改变,有时它向太阳*拢,而有时则向远离太阳的方向漫游。在整个运动过程中,它的速度大小和方向是不断改变的。

开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

虽然每个行星的椭圆轨道各有一个,但它们运动的轨道的斗半长轴的三次方跟公转周期平方的比值都是相同的,我们用R代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期,经验公式表述为:

比值k是一个与行星本身无关的物理量,由这个定律我们知道,离太阳最近的行星――水星的运动周期最水(为88天),我们生活的地球的运转周期约为365天。

巩固训练

如果我们用天文望远镜观察一年中不同时期火星的位置,并且将这些位置连线,请你想像将会是怎样的一条线呢?火星的周期为787天。

小 结

本节课我们学习了行星的运动,了解了人类对行星运动的探索和认识的过程,知道了所有行星都是沿椭圆轨道绕太阳运动的,并且符合公式:

应该说明的是:

(1)行星绕太阳运动都符合:

如对地球和木星比较,就有:

但月球人造卫星以及其它行星的卫星并不是主要绕太阳运动的,它们和行星的运动比较,就有:

(2)对于同一个行星的不同卫星,它们也符合运动规律:

如月球和各人造卫星同步,就符合这一规律,但k’是与k不同的量,这一点我们在学完这一章后将能够证明。

作业

1、阅读课本P111阅读材料“行星、恒星、星系和宇宙”

2、太阳系中有九大行星,请你将它们绕太阳运动的周期由小到大依次排序。

3、阅读有关同步通讯卫星的材料,估算出它和月亮距地心的距离比值

板书设计

一、行星的运动

1、“地心说”与“日心说”的发展过程

2、开普勒行星运动定律:

(1)内容

(2)公式:行星的运动这

篇14:行星的运动教案设计

教学准备

1. 教学目标

1、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;

(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。

2、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、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。

2. 教学重点/难点

二、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,并有利于对人造卫星的学习。

三、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。

3. 教学用具

多媒体、板书

4. 标签

教学过程

一、地心说和日心说

1.基本知识

(1)地心说

①内容:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.

②代表人物:托勒密.

(2)日心说

①内容:太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.

(3)两种学说的局限性

它们都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.

2.思考判断

(1)宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动.(×)

(2)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动,只是地球每天自西向东自转一周.(×)

(3)与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远.(√)

探究交流

地心说和日心说是两种截然不同的观点,现在看来这两种观点哪一种是正确的?

【提示】 两种观点受人们意识的限制,是人类发展到不同历史时期的产物.两种观点都具有历史局限性,现在看来都是不完全正确的.

二、开普勒行星运动定律

1.基本知识

2.思考判断

(1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的.(×)

(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(×)

(3)行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长.(√)

探究交流

行星绕太阳在椭圆轨道上运行,行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较,运动速率何处较大?

【提示】 由开普勒第二定律可知,由于在相等的时间内,行星与太阳的连线扫过相等的面积,显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长,因此运动速率较大.

三、行星运动的近似处理

1.基本知识

(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心.

(2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变,即行星做匀速圆周运动.

篇15:行星的运动教案设计

【教材分析】

本节课的学习内容,是学习万有引力定律及天体运动问题的基础和前提。本节内容的特点是:知识内容较少,但包含着的科学史料十分丰富,因此,本课的教学设计应该立足于学生的科学精神的培养,让学生在科学家关于天体运动问题的研究历史中,感悟科学家求真、求简的研究思想和献身于科学的精神。

【设计说明】

开普勒的行星运动定律是本节课的中心内容,围绕这个中心内容,所展开的是人类对天体运动认识的艰难历程,这正是对学生进行物理史、科学史教育的契机。通过对历史的了解培养学生的历史唯物主义观点、辩证唯物注意观点,激发学生不迷信权威,不迷信教条的创新精神,树立献身科学的决心和信心是这节课的教学重点。因此,激趣及展现科学家独特的思维方式及推理方法是本设计的中心。

【教学流程】

展示我们所知道的宇宙—日心说与地心说—开普勒行星运动定律—椭圆轨道特征—行星运动定律的意义—解决问题

【教学目标】

一、知识与技能

认识椭圆;了解人类对天体运行的研究历史;理解开普勒三定律。

二、过程与方法

通过对天体运行研究历史的了解,体会科学研究的一般思路与方法──质疑、批判、猜测、观察与实验。

三、情感态度价值观

通过对天体运行研究历史的了解,培养学生尊重客观事实、勇于创新、实事求是的科学态度,感悟科学家对科学的执著和献身精神,培养学生热爱科学、献身科学的精神。

【教学重点】

开普勒三定律。

【教学难点】

行星的椭圆轨道。体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法。

【教具准备】

多媒体课件 实物投影仪 细线 图钉 木板、白纸 铅笔

【教学过程】

一、引入新课

(一)、我们所知道的宇宙——多媒体演示大宇宙,并阅读文字:当代天文学的研究成果表明:

宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。

由小到大-卫星、行星、恒星、星云、银河系及河外星系、星系团、本超星系团。

太阳系-由八大行星、?小行星、彗星和流星体组成;

银河系-由2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统;

星系团-大约由10亿个类似银河系的河外星系聚集成大大小小的集团;

本星系群-包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团。

超星系团-若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统;

本超星系团-本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。

(二)、多媒体演示太阳系八大行星,指出冥王星为何不再是太阳的行星。

二、新课教学

请同学们阅读教材p32第一自然段内容讨论思考下列问题:

1.古代人对天体运动存在哪些看法?

2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么?

3.为什么“地心说”在古代长期被认为是正确的?

教师讲述:人类对天体运行的认识,起源于托勒密的“地心说”,经哥白尼发展到了“日心说”,开普勒的“行星运动定律”第一次为天体的运动立了法。而完全解决天体运动问题的则是“站在巨人肩膀上”的牛顿。

探究一:第谷、开普勒的研究

.课件展示一:人类对天体运动的认识历史

课件展示二:地心说与日心说

(1)地心说:认为地球是宇宙中心,任何星球都围绕地球旋转。

该学说最初由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的,然而地心说是世界上第一个行星体系模型,它的历史功绩不应抹杀。

n托勒密于公元二世纪,提出了自己的宇宙结构学说,即“地心说”.

n地心说认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动.

n地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.

篇16:行星的运动物理教案

行星的运动物理教案

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识,使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物观察天体运动的观点;通过学习开普勒对行星运动的描述,了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律.

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述;

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点,也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道,也是要通过斗争,甚至会付出生命的代价;

说明:

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍,教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律,没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外,还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫,因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律,而是将三大定律的内容综合在一起加以说明,节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读,如:第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星,从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程,并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星,是银河系一颗超新星),打破了历来“恒星不变”的学说.伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生,因此被誉为“近代科学之父”.开普勒幼年时期的不幸,通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神.

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述.也可通过放资料片和图片的.形式讲述.也可大胆的让学生进行发言.

在讲授“日心说”和“地心说”时,先不要否定“地心说”,让学生了解托勒密巧妙的解释,同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论,为宣传和捍卫这一学说,意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死,伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论,让学生自行得出结论.

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1 月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,运行周期约为27天,物理教案-行星的运动,物理教案《物理教案-行星的运动》。应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地面多少高度,人造地球卫星可以随地球一起转动,就像停留在无空中不动一样.

分析:月球和人造地球卫星都在环绕地球运动,根据开普勒第三定律,它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的.

解:设人造地球卫星运行半径为R,周期为T,根据开普勒第三定律有:

同理设月球轨道半径为 ,周期为 ,也有:

由以上两式可得:

在赤道平面内离地面高度:

km

点评:随地球一起转动,就好像停留在天空中的卫星,通常称之为定点卫星.它们离地面的高度是一个确定的值,不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2 若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内,且都为正圆.又知这两种转动同向,如图所示,月相变化的周期为29.5天(图是相继两次满月,月、地、日相对位置示意图).

解:月球公转(2π+ )用了29.5天.

故转过2π只用 天.

由地球公转知 .

所以 =27.3天.

例3 如图所示,A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,下列说法中正确的是哪个?( )

A.B、C的线速度相等,且大于A的线速度

B.B、C的周期相等,且大于A的周期

C.B、C的向心加速度相等,且大于A的向心加速度

D.若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析:由卫星线速度公式 可以判断出 ,因而选项A是错误的.

由卫星运行周期公式 ,可以判断出 ,故选项B是正确的.

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的,由 ,可知 , 因而选项C是错误的.

若使卫星C速率增大,则必然会导致卫星C偏离原轨道,它不可能追上卫星B,故D也是错误的.

解:本题正确选项为B。

点评:由于人造地球卫星在轨道上运行时,所需要的向心力是由万有引力提供的,若由于某种原因,使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加,而万有引力在轨道不变的时候,是不可能增加的,这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.

篇17:第一册(必修) 6.1 行星的运动 教案

人教版第一册(必修) 6.1 行星的运动 教案

行星的运动

一、知识目标

1.了解“地心说”和“日心说”两种不同的.观点及发展过程.?

2.知道开普勒对行星运动的描述.?

二、教学重点

1.“日心说”的建立过程.?

2.行星运动的规律.?

三、教学难点

1.学生对天体运动缺乏感性认识.?

2.开普勒如何确定行星运动规律的.?

四、教学方法

1.“日心说”的建立的教学――采用对比、反证及讲授法.?

2.行星运动规律的建立――采用挂图、放录像资料或用CAI课件模拟行星的运动情况.?

五、教学步骤

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