高中物理滬科教課標(biāo)版從托勒密到開(kāi)普勒-行星的運(yùn)動(dòng)課件

1、行星的運(yùn)動(dòng)云南民族中學(xué)物理組 徐 瑞第五章 萬(wàn)有引力與航天第1節(jié) 從托勒密導(dǎo)開(kāi)普勒中國(guó)航天筑夢(mèng)天宮古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)主要有哪些看法？地心說(shuō)和日心說(shuō)是怎樣描述行星運(yùn)動(dòng)的？行星是怎樣運(yùn)動(dòng)的？楊喆，周屹飛，彭圖南，毛浚語(yǔ)，劉志勛，張樂(lè)，楊宗富，段驍，祁靖淞，組員：輕舞飛揚(yáng)組行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)” 托 勒 密地心說(shuō) 地球是世界的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)：日心說(shuō) 太陽(yáng)是世界的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。哥白尼行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)：地球年 份春分夏至（春天）夏至秋分（夏天）秋分冬至（秋天）冬至春分（冬天）2016年3月20日6月2

2、1日（93天）6月21日9月22日（93天）9月22日12月21日（89天）12月21日3月20日（89天）2017年3月20日6月21日（93天）6月21日9月23日（94天）9月23日12月22日（90天）12月21日3月20日（89天）2018年3月20日6月21日（93天）6月21日9月23日（94天）9月23日12月22日（90天）12月21日3月20日（89天）秋冬兩季比春夏兩季時(shí)間短查閱、分析資料： 秋90天 + 冬89天 春93天 +夏94天地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)并非做勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析數(shù)據(jù)，你得到了什么？學(xué)說(shuō)名稱地心說(shuō)日心說(shuō)代表人物學(xué)說(shuō)內(nèi)容學(xué)說(shuō)創(chuàng)設(shè)原因?qū)W說(shuō)的相似處學(xué)說(shuō)的缺點(diǎn)公元二世紀(jì)

3、天文學(xué)家托勒密古希臘科學(xué)家和哲學(xué)家亞里士多德地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的。太陽(yáng)、月亮及其他行星都圍繞地球運(yùn)動(dòng) 。認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。希臘天文學(xué)家阿里斯塔克、意大利學(xué)者布魯諾和伽利略，波蘭科學(xué)家哥白尼符合日常觀察經(jīng)驗(yàn)和政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn)能簡(jiǎn)潔的解釋自然現(xiàn)象都有繞圓運(yùn)動(dòng)的中心天體都認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（神圣化）不能解釋一些天文現(xiàn)象，能解釋的，又缺乏簡(jiǎn)潔性。太陽(yáng)不是宇宙的中心，不是靜止不動(dòng)的。一.認(rèn)識(shí)“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律組名：天空立法者 成員：王尉鑒、段天驕、 鐵文昊、 龍鋒、 何克勤、李俊

4、翔開(kāi)普勒（德國(guó)）四年多的刻苦計(jì)算二十年的精心觀測(cè)若是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)怎么回事呢潛心研究第 谷（丹麥）開(kāi)普勒第一定律8分的誤差 否定19 種假設(shè)所有行星軌道為橢圓，太陽(yáng)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上做一做：用細(xì)線畫(huà)橢圓圖釘圖釘F1F2PO細(xì)線焦點(diǎn)焦點(diǎn)半長(zhǎng)軸畫(huà)橢圓行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律查閱、分析資料：行星 半長(zhǎng)軸a周期Ta3T2水星0.3870.2410.0580.058金星0.7230.6150.3780.378地球1.0001.0001.0001.000火星1.5241.8813.543.54木星5.20111.862140.7140.7土星9.538 29.457867.7 867.7 說(shuō)

5、明：a 是以地球到太陽(yáng)的距離為單位，可稱為1個(gè)天文單位。列表法作圖法行星/衛(wèi)星半長(zhǎng)軸（km）周期（天）K=a/T（m/s）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3同步衛(wèi)星0.042413.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610181.0310131.031013認(rèn)真看一看表格中K值有什么變化？所有行星的半長(zhǎng)軸的三次方與周期的平方的比值都相等， 月球、地球同步衛(wèi)星的比值也相等K

6、值與環(huán)繞天體無(wú)關(guān)，與中心天體有關(guān)開(kāi)普勒開(kāi)普勒第一定律所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上開(kāi)普勒開(kāi)普勒第二定律對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積開(kāi)普勒開(kāi)普勒第三定律所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值（k）都相等高中階段對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的近似化研究：行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心。對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）大小不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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。行星的運(yùn)動(dòng)看作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，對(duì)應(yīng)的半長(zhǎng)軸即為圓的半徑R。高中階段對(duì)行

7、星運(yùn)動(dòng)的近似化研究：1、對(duì)自然奧秘不屈不撓探索的精神和對(duì)待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度.2、實(shí)事求是、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。3、實(shí)驗(yàn)觀察手段是科學(xué)研究的重要方法之一。4、觀察實(shí)驗(yàn)、分析歸納和邏輯推理（數(shù)學(xué)演繹）相結(jié)合是科學(xué)研究中的重要方法。5、科學(xué)探究需要合作精神。四、探討行星運(yùn)動(dòng)定律建立過(guò)程中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料：1、“第谷20年一直觀測(cè)火星，在他以前測(cè)量天體位置的誤差大約是10，第谷把這個(gè)不確定性減小到2。為哥白尼的學(xué)說(shuō)提供了關(guān)健性支持?！?“開(kāi)普勒七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8的角度偏差”，“對(duì)第谷的數(shù)據(jù)的精確性深信

8、不疑這不容忽視的8也許正是因?yàn)樾行遣⒎亲鐾昝赖膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)”。2、“第谷與開(kāi)普勒的美妙組合?！?、“布魯諾由于堅(jiān)持日心說(shuō)被教庭活活燒死在鮮花廣場(chǎng)?！?哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，請(qǐng)預(yù)算下一次飛近地球是哪一年？ 提供數(shù)據(jù)：（1）地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓； （2）彗星軌道的半長(zhǎng)軸R1約等于地球公轉(zhuǎn)半徑R2的18倍。五. 聯(lián)系實(shí)際解決問(wèn)題：預(yù)測(cè)哈雷彗星回歸年請(qǐng)預(yù)算1986年后，哈雷彗星下一次飛近地球是哪一年？已知：（1）地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓； （2）彗星軌道的半長(zhǎng)軸R1約等于地球公轉(zhuǎn)半徑

9、R2的18倍。 哈雷彗星 太陽(yáng)地球五. 聯(lián)系實(shí)際解決問(wèn)題：預(yù)測(cè)哈雷彗星回歸年 地心說(shuō)行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)歷程日心說(shuō)觀察分析假設(shè)推理論證 托勒密萬(wàn)有引力定律精確觀天牛頓站在巨人的肩膀上天體運(yùn)行論大量天體觀察數(shù)據(jù)宇宙諧和論自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理求真、求簡(jiǎn)、質(zhì)疑、創(chuàng)新行星運(yùn)動(dòng)定律 牛頓課外探究作業(yè)：1、閱讀課本、查閱資料，看看是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)？2、物理與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境（STSE）有密切的聯(lián)系，請(qǐng)就“行星的運(yùn)動(dòng)”寫(xiě)一篇物理與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相關(guān)的研究性學(xué)習(xí)小論文。3、課本作業(yè)：P82 問(wèn)題與練習(xí)1、2、3參考網(wǎng)站：中國(guó)探月網(wǎng)-/index.asp?modelname=index中國(guó)公眾科技網(wǎng)-/行星組曲（霍爾斯特在1920年創(chuàng)作）按作曲家提示，由以下七個(gè)獨(dú)立的樂(lè)章組成，它們分別是：. Mars, the Bringer of War / 火星（戰(zhàn)爭(zhēng)使者）. Venus, the bringer of Peace / 金星（和平使者）. Mercury, the Winged Messenger / 水星（飛行使者）. Jupiter, the Bringer of Jollity / 木星（歡樂(lè)使者）. Saturn,the Bringer of Old Age / 土星（老年使者）. Uranus,the Magician / 天王星（魔