一、行星的運動　教案2

1、行星的運動一、素質教育目標（一）知識教學點1了解“地心說”和“日心說”兩種不同學說的建立和發(fā)展過程2知道開普勒對行星運動的描述（二）能力訓練點培養(yǎng)學生在客觀事實的基礎上通過分析、推理，提出科學假設，再經(jīng)過實驗檢驗的正確認識事物本質的思維方法（三）德育滲透點通過開普勒行星運動定律的建立過程，滲透科學發(fā)現(xiàn)的方法論教育、建立科學的宇宙觀（四）美育滲透點通過學習，使學生了解到科學家為追求真理而不懈努力，頑強的執(zhí)著精神，從他們身上所流露出來的人格美二、學法引導學生自學、結合教師的講解、介紹三、重點·難點·疑點及解決辦法1重點“日心說”的建立過程和行星運動的規(guī)律2難點學生對天體的運動缺

2、乏感性認識3疑點開普勒是如何確定行星運動規(guī)律的4解決辦法利用掛圖，有條件的學?？煞庞跋褓Y料片形象地表現(xiàn)行星的運動情況四、課時安排1課時五、教具學具準備行星運動的掛圖或資料片六、師生互動活動設計1教師用生動語言來介紹天體物體的發(fā)展歷史，引起學生產(chǎn)生思想上的共鳴2學生通過閱讀教材和觀看相關資料來提高認識七、教學步驟（一）明確目標（略）（二）整體感知在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如太陽、地球、月亮、星星等等這些天體是如何運動的呢？人類最初是通過直接的感性認識以及受宗教的影響，建立了“地心說”，但后來，第谷等科學家通過長期觀測，記錄了大量的觀測數(shù)據(jù)，對地心說進行挑戰(zhàn)，哥白尼在此基礎上

3、提出了“日心說”，“日心說”認為太陽是宇宙的中心，其他天體（包括地球）都繞太陽作勻速圓周運動“日心說”雖在“地心說”的基礎上前進了一大步，但“日心說”解釋行星運動時與實際觀測的結果仍有一定的誤差，最終開普勒通過計算，確立了行星運動的正確圖景：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等開普勒對行星運動的描述，為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律奠定了重要基礎（三）重點、難點的學習與目標完成過程1“地心說”和“日心說”的發(fā)展過程我們生活在地球上，地球是浩瀚宇宙中無數(shù)星球中的一個，這些星球是如何運動的呢？在古代，人們認為地球是靜

4、止不動的，太陽、月亮及其他行星都圍繞地球運動，這就是“地心說”“地心說”雖然符合人們的日常經(jīng)驗，也符合宗教神學關于地球是宇宙中心的說法但隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊導航，因而對行星的運動觀測越來越精確，由大量的觀測數(shù)據(jù)表明，用托勒密的“地心說”模型很難得出完滿的解答，當時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體，哥白尼就開始推測是不是地球每天在圍繞自己的軸線旋轉一周呢？他假想地球并不是宇宙的中心，它與其他行星都是圍繞著太陽在作勻速圓周運動的這個模型稱為“日心說”，用“日心說”能夠較好地和觀測數(shù)據(jù)相符合，但是哥白尼思想很晚才為人們所接受，

5、他的著作發(fā)表后，幾乎在一個世紀中完全被人們所忽視，主要原因是：（1）在他們的著作中，“日心說”只是一個“假設”，若用這個“假設”，行星運動的計算比“地心說”容易得多（2）當時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中，一個人的科學見解可能會成為判斷其是否忠誠的試金石（3）在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計算結果不能很好地與行星位置的觀測結果相符合，（4）最后，甚至于連哥白尼本人也認為必須把托勒密的“本輪”的思想引進他的模型中丹麥物理學家開普勒繼承和總結了他的導師第谷的全部觀測資料，他花了幾年時間一遍一遍地進行數(shù)學計算，通過計算，他感到哥白尼的“日心說”是正確的，并且把行星運

6、動的軌跡修改為橢圓，他的發(fā)現(xiàn)可以歸結為行星運動三大定律，這些經(jīng)驗定律精確地與觀測數(shù)據(jù)相符，因而被人們接受2開普勒行星運動定律開普勒關于行星運動的描述可以表述為三定律，我們主要是介紹第一和第三定律開普勒第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上由于行星的運動軌跡不是正圓，因而它與太陽的距離一直在改變，有時它向太陽靠攏，而有時則向遠離太陽的方向漫游在整個運動過程中，它的速度大小和方向是不斷改變的開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等雖然每個行星的橢圓軌道各有一個，但它們運動的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期平方的比值卻都是相同的

7、，我們用R代表橢圓軌道的半長軸，T代表公轉周期，經(jīng)驗公式表述為：k比值k是一個與行星本身無關的物理量，由這個定律我們知道，離太陽最近的行星水星的運動周期最?。?8天），我們生活的地球的運轉周期約為365天（四）總結、擴展本節(jié)課我們學習了行星的運動，了解了人類對行星運動的探索和認識的過程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽運動的，并且符合公式k應該說明的是（1）行星繞太陽運動都符合：k如對于地球和木星比較，就有：但月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星并不是主要繞太陽運動的，它們和行星的運動比較，就有：（2）對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運動規(guī)律：如月球和各人造衛(wèi)星同步，就符合這一規(guī)律，但是與K

8、不同的量，這一點我們在學完這一章后將能夠證明八、布置作業(yè)1閱讀課本閱讀材料“行星、恒星、星系和宇宙”2太陽系中有九大行星，請你將它們繞太陽運動的周期由小到大依次排序3閱讀有關同步通訊衛(wèi)星的材料，估算出它和月亮距地心的距離比值九、板書設計一、行星的運動1“地心說”與“日心說”的發(fā)展過程2開普勒行星運動定律（1）內容（2）公式：k十、背景知識與課外閱讀自行車“身上”的力學知識自行車在我國是很普及的代步和運載工具在它的“身上”運用了許多力學知識1測量中的應用在測量跑道的長度時，可運用自行車如普通車輪的直徑為0.71m或0.66m那么轉過一圈長度為直徑乘圓周率，即約2.23m或2.07m，然后，讓車沿

9、著跑道滾動，記下滾過的圈數(shù)n，則跑道長為n×2.23m或n×2.07m2力和運動的應用（1）減小與增大摩擦車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的（2）彈簧的減震作用車的坐墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動3壓強知識的應用（1）自行車車胎上刻有載重量如車載過重，則車胎

10、受到壓強太大而被壓破（2）坐墊呈馬鞍型，它能夠增大坐墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞4簡單機械知識的應用自行車制動系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉軸等5功、機械能的知識運用（1）根據(jù)功的原理：省力必定費距離因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理（2）動能和重力勢能的相互轉化如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉化為勢能而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能6慣性定律的運用快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳

11、起來這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，所以后輪會跳起來切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現(xiàn)翻車事故！十一、隨堂練習1如果我們用天文望遠鏡觀察一年中不同時期火星的位置，并且將這些位置連線，請你想像將會是怎樣的一條線呢？火星的周期為687天2下列說法正確的是 （ ）A關于天體運動的日心說、地心說都是錯誤的B地球是一顆繞太陽運動的行星C地球是宇宙的中心、太陽、月亮及其他行星卻繞地球轉動D太陽是靜止不動的，地球和其他行星都在繞太陽轉動3兩個行星的質量分別是、，它們繞太陽運行的軌道長半軸分別是和，則它們的公轉周期之比_4宇宙飛船圍繞太陽在近似圓形的軌道上運動，若軌道半徑是地球軌道半徑的9倍