高中物理滬科教課標版從托勒密到開普勒-行星的運動課件

1、行星的運動云南民族中學(xué)物理組 徐 瑞第五章 萬有引力與航天第1節(jié) 從托勒密導(dǎo)開普勒中國航天筑夢天宮古代人們對天體運動主要有哪些看法？地心說和日心說是怎樣描述行星運動的？行星是怎樣運動的？楊喆，周屹飛，彭圖南，毛浚語，劉志勛，張樂，楊宗富，段驍，祁靖淞，組員：輕舞飛揚組行星的運動的認識認識“地心說”與“日心說” 托 勒 密地心說 地球是世界的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運動行星的運動的認識：日心說 太陽是世界的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做圓周運動。哥白尼行星的運動的認識：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天地球繞太陽的運動并非做勻速圓周運動分析數(shù)據(jù)，你得到了什么？學(xué)說名稱地心說日心說代表人物學(xué)說內(nèi)容學(xué)說創(chuàng)設(shè)原因?qū)W說的相似處學(xué)說的缺點公元二世紀

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，是靜止不動的。太陽、月亮及其他行星都圍繞地球運動 。認為太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都圍繞太陽運行。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)驗和政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點能簡潔的解釋自然現(xiàn)象都有繞圓運動的中心天體都認為天體的運動必然是最完美、和諧的勻速圓周運動。（神圣化）不能解釋一些天文現(xiàn)象，能解釋的，又缺乏簡潔性。太陽不是宇宙的中心，不是靜止不動的。一.認識“地心說”與“日心說”開普勒行星運動三定律組名：天空立法者 成員：王尉鑒、段天驕、 鐵文昊、 龍鋒、 何克勤、李俊

4、翔開普勒（德國）四年多的刻苦計算二十年的精心觀測若是完美的勻速圓周運動怎么回事呢潛心研究第 谷（丹麥）開普勒第一定律8分的誤差 否定19 種假設(shè)所有行星軌道為橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上做一做：用細線畫橢圓圖釘圖釘F1F2PO細線焦點焦點半長軸畫橢圓行星的運動的認識開普勒行星運動定律查閱、分析資料：行星 半長軸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

5、明：a 是以地球到太陽的距離為單位，可稱為1個天文單位。列表法作圖法行星/衛(wèi)星半長軸（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認真看一看表格中K值有什么變化？所有行星的半長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)繞天體無關(guān)，與中心天體有關(guān)開普勒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開普勒開普勒第二定律對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積開普勒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(zhuǎn)周期的二次方的比值（k）都相等高中階段對行星運動的近似化研究：行星運動規(guī)律：行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度）大小不變，即行星做勻速圓周運動。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。行星的運動看作為勻速圓周運動處理，對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑R。高中階段對行

7、星運動的近似化研究：1、對自然奧秘不屈不撓探索的精神和對待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度.2、實事求是、尊重客觀事實、不迷信權(quán)威、敢于堅持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。3、實驗觀察手段是科學(xué)研究的重要方法之一。4、觀察實驗、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、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料：1、“第谷20年一直觀測火星，在他以前測量天體位置的誤差大約是10，第谷把這個不確定性減小到2。為哥白尼的學(xué)說提供了關(guān)健性支持。” “開普勒七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測數(shù)據(jù)有至少8的角度偏差”，“對第谷的數(shù)據(jù)的精確性深信

8、不疑這不容忽視的8也許正是因為行星并非做完美的勻速圓周運動”。2、“第谷與開普勒的美妙組合?！?、“布魯諾由于堅持日心說被教庭活活燒死在鮮花廣場。” 哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時間就會出現(xiàn)，請預(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，彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓； （2）彗星軌道的半長軸R1約等于地球公轉(zhuǎn)半徑R2的18倍。五. 聯(lián)系實際解決問題：預(yù)測哈雷彗星回歸年請預(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，彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓； （2）彗星軌道的半長軸R1約等于地球公轉(zhuǎn)半徑

9、R2的18倍。 哈雷彗星 太陽地球五. 聯(lián)系實際解決問題：預(yù)測哈雷彗星回歸年 地心說行星的運動的認識歷程日心說觀察分析假設(shè)推理論證 托勒密萬有引力定律精確觀天牛頓站在巨人的肩膀上天體運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、質(zhì)疑、創(chuàng)新行星運動定律 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運動？2、物理與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境（STSE）有密切的聯(lián)系，請就“行星的運動”寫一篇物理與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境相關(guān)的研究性學(xué)習(xí)小論文。3、課本作業(yè)：P82 問題與練習(xí)1、2、3參考網(wǎng)站：中國探月網(wǎng)-/index.asp?modelname=index中國公眾科技網(wǎng)-/行星組曲（霍爾斯特在1920年創(chuàng)作）按作曲家提示，由以下七個獨立的樂章組成，它們分別是：. Mars, the Bringer of War / 火星（戰(zhàn)爭使者）. 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（歡樂使者）. Saturn,the Bringer of Old Age / 土星（老年使者）. Uranus,the Magician / 天王星（魔