《行星的運動》名師教案

1、PAGE8第六章萬有引力與航天一、行星的運動教材分析行星的運動是人教版高中物理必修2第六章第1節(jié)。本節(jié)內容對全章的教學起著引領作用，同時又為萬有引力定律的學習起一個鋪墊作用。本節(jié)內容在本章中占有較為重要的地位，具有承前啟后的作用。本節(jié)內容涉及大量物理史實，可讓學生感悟科學家求真的科學思想方法和科學精神。學情分析學生在地理中已經(jīng)了解部分天體運動的知識，如“日心說”和“地心說”,但對于人類對行星運動規(guī)律的認識過程并不了解。本地處于湘西偏遠地區(qū)，學生對物理有興趣，但由于基礎知識不扎實故對物理學習有心但無力。故本節(jié)內容先讓學生自己查閱資料，在課堂分享信息，目的在于提高學生的學習興趣，又可以增強學生的物

2、理素養(yǎng)?；趯W生的實際情況，本節(jié)內容計劃兩課時的時間完成，本節(jié)為第一課時，主要完成了解人類對行星運動規(guī)律的認識歷程及認識開普勒運動定律，第二課時主要完成開普勒三大定律的應用，如何建立模型，如何進行數(shù)量級、開方的計算等（數(shù)學計算是本班學生的弱項）。教學目標一、知識與技能1了解人類對行星運動規(guī)律的認識歷程。2了解觀察的方法在認識行星運動規(guī)律中的作用。3知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。4通過開普勒第二定律知道近日點的速度大于遠日點的速度。5知道開普勒第三定律，了解比值的大小與中心天體有關。二、過程與方法1通過托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不

3、同認識，正確認識行星的運動規(guī)律。2通過查閱資料、歸納資料、分享資料，培養(yǎng)學生獲取信息、歸納及交流能力。三、情感、態(tài)度與價值觀1了解人類認識事物本質的曲折性，體會科學家們實事求是、尊重客觀事實、不迷信權威、敢于堅持真理和勇于探索的科學態(tài)度和科學精神，體會對描述自然追求簡單和諧是科學研究的動力之一。2體會查找并歸納資料，從中體驗科學探究的樂趣。教學重點理解和掌握開普勒行星運動定律，認識行星的運動。教學難點對開普勒行星運動定律的理解和應用，通過本節(jié)的學習可以澄清人們對天體運動神秘、模糊的認識。教學方法探究、講授、練習教具準備多媒體課件教學過程新課導入【多媒體演示】宇宙大小的視頻教師：在浩瀚的宇宙中有

4、很多天體，我們已經(jīng)了解的只有很小的一部分，還有更多的未解之謎等待著同學們去探索。要了解宇宙，就要從行星的運動開始。新課教學教師：關于天體的運動，歷史上有過不同的看法現(xiàn)在請同學們將自己查閱的資料分享給其他人。一、古代天文學觀活動：學生就課前查閱的資料在課堂進行交流分享。教師歸納：1“天圓地方”說。2東漢時的天文學家張衡提出“渾天”說，認為天就像一個大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。3地心說代表人物：托勒密古希臘，認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，大陽、月亮以及其他行星都繞地球運動。4日心說代表人物：哥白尼,認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動教師：日心說相對地心說能更完美地解釋天體的運動

5、，但這兩種學說都不完善。因為太陽、地球等天體都是運動的，鑒于當時對自然科學的認識能力，日心說比地心說更先進。5第谷，在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的位置進行了較仔細的測量，大大提高了測量的精確程度。在第谷之前，人們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。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型。實驗觀測在科學研究中起著重要的作用。6開普勒總結了他的導師第谷的全部觀測資料，在他最初研究時，他得到的結果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8，而當時第谷公認的誤差位2,開普勒想這8可能就是認為行星繞太陽勻速圓周運動造成的后來他花了四年時間一遍一遍地進行數(shù)學計算，通過計算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定

6、律。第谷擅長觀測，開普勒是數(shù)學天才，二者相輔相成，缺一不可。第谷從觀測入手，開普勒進行數(shù)學歸納，最終將幾千個數(shù)據(jù)歸納成簡單的幾句話。二、開普勒行星運動定律（一）開普勒第一定律所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。組織學生活動：用細繩畫橢圓（三人一小組進行，請一組在黑板上畫圖教師介紹橢圓的焦點、長軸、短軸及半長軸等概念。教師提問：想一想，橢圓上某點到兩個焦點的距離之和與橢圓上另一點到兩個焦點的距離之和有什么關系學生根據(jù)作圖過程思考回答。（二）開普勒第二定律對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積。教師引導學生分析比較：近日點的速度與遠日點的速度大小。由于

7、行星與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積，所以相同時間內在近日點通過的弧長長，所以在近日點線速度大。（三）開普勒第三定律所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等。a比值與中心天體有關。課堂練習：例：太陽系中有八大行星,請你將它們繞太陽運動的周期由小到大依次排序。水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星教師：開普勒關于行星運動的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎?，F(xiàn)在請同學們觀察教材33頁圖。三、高中階段對行星運動的近似化研究引導學生將橢圓軌道運動近似成圓周運動：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計算中，可以認為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運動。對比開普勒三大

8、定律，得出近似化結論：1行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。2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。3所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。a課堂訓練1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，則宇宙飛船繞太陽運行的周期是（）年年年年2下列說法正確的是（）A地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運動B太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運動C太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動D“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現(xiàn)在看來都是不正確的小結本節(jié)學習的是開普勒行星運動的三定律，第一定律軌道定律，第二定律面積定律，第三定律周期定律在近似計算中可以認為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運動。作業(yè)1預習太陽與行星間的引力2課后練習1、3。教學反思本節(jié)課如采用教師完全講解，學生會很乏味，故本節(jié)內容中有關科學家對天體運動的認識課前讓學生查閱資料，讓學生體驗探究的樂趣。學生在查閱資料時，將科學家的生平事跡及相關故事全部查出來了，增長了見識。但課堂教學時間有限，不可能讓學生完全展示所有資料，故需要教師幫忙和學生一起歸納。本節(jié)重點是開普勒三大定律，尤其是第三定律的應用，但由于時間關系，本節(jié)課沒有過多的講解第三定律，還需要在習題課中加強應用。學生在學習過程中對開普勒三