高一物理 行星的運動教學設計與反思

第5頁共6頁《行星的運動》教學設計與反思王書霞課程目標知識與技能1.知道地心說和日心說的基本內容。2.知道開普勒三定律的內容。3.理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，真理是來之不易的。過程與方法通過托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。情感態(tài)度與價值觀1、澄清對天體運動神秘模糊的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。2、感悟科學是人類進步不竭的動力，培養(yǎng)熱愛科學，追求真理的高尚情操。3、在科學探究中學會與人合作，與人共享。教學重點開普勒行星運動定律教學難點對開普勒行星運動定律的理解和應用教學過程學生活動引入新課多媒體演示：《仰望星空》詩朗誦天體運動的圖片瀏覽。在浩瀚的宇宙中有無數大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領域。人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，歷史上有過不同的看法，科學家對此進行了不懈的探索，通過本節(jié)內容的學習，將使我們正確地認識行星的運動。新課講解一、古代對行星運動規(guī)律的認識問1：．古人對天體運動存在哪些看法?“地心說”和“日心說”．問2．什么是“地心說”?什么是“日心說”’?“地心說”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.“日心說”則認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動．“地心說’的代表人物：托勒密(古希臘)．“地心說’符合人們的直接經驗，同時也符合勢力強大的宗教神學關于地球是宇宙中心的認識，故地心說一度占據了統(tǒng)治地位達1300多年．從中世紀以來，教會的反動統(tǒng)治形成了一道無形的枷鎖，凡是不符合教會思想而另有主張的人，都會遭到迫害。哥白尼畢生致力的著作《天體運行論》，臨終前才在這本書上簽上了自己的姓名。日心說與地心說的斗爭是一場真正的科學革命，使人們的世界觀發(fā)生了重大變革，宇宙中心的轉變暗示了宇宙可能根本沒有中心，這在哥白尼那里還是隱含的，意大利學者布魯諾將它公開說出，結果被捕入獄，在被囚禁的八年中，布魯諾始終堅持自己的學說，最后被宗教裁判所判為“異端”，燒死在羅馬鮮花廣場。第谷·布拉赫（1546-1601），丹麥天文學家和占星學家。畢生精力投入到行星位置的測量中，他所做的天文儀器觀測精度之高，是他同時代的人望塵莫及的.德國天文學家開普勒（1571-1630），在最初研究他的導師第谷所記錄的數據時，也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考問題的，但是所得結果卻與第谷的觀測數據至少有8分的角度誤差。當時公認的第谷的觀測誤差不超過2分，開普勒想，這不容忽視的8分也許是因為人們認為行星繞太陽做勻速圓周運動所造成的。至此，人們長期以來視為真理的觀念——天體做勻速圓周運動，第一次受到了懷疑。后來開普勒又仔細研究了第谷的觀測資料，經過四年多的刻苦計算先后否定了19種設想，最后終于發(fā)現了天體運行的規(guī)律開普勒三大定律。二、開普勒行星運動定律問1：開普勒認為行星做什么樣的運動?他是怎樣得出這一結論的?開普勒認為行星做橢圓運動．他發(fā)現假設行星傲勻逮圓周運動，計算所得的數據與觀測數據不符，只有認為行星做橢圓運動，才能解釋這一差別．問2：開普勒行星運動定律哪幾個方面描述了行星繞太陽運動的規(guī)律?具體表述是什么?開普勒行星運動定律從行星運動軌道，行星運動的線速度變化，軌道與周期的關系三個方面揭示了行星運動的規(guī)律．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．問3：這一定律說明了行星運動軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運行時橢圓軌道相同嗎?不同．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．問4：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運行，太陽位于橢圓的一個焦點上行星在遠日點的速率與在近日點的速率誰大？因為相等時間內面積相等，所以近日點速率大。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．(k值只與中心天體質量有關)三、行星運動的理想化處理：問5：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學階段研究中按圓處理，開普勒三定律的內容應該怎樣表述呢?1、多數大行星繞太陽運動軌道半徑十分接近圓，太陽處在圓心上。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?。┎蛔?。3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的平方的比值都相等．若用R代表軌道半徑，T代表公轉周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示：一名學生朗誦（激發(fā)學生探索宇宙奧秘的激情）學生交流、討論各自的課前預習結果，并且總結、發(fā)言。(通過課前查閱資料的過程，體會主動學習的樂趣；感知大師們的思路、方法以及他們一絲不茍的科學精神，激發(fā)他們熱愛科學、探索真理的求知熱情。)通過對行星運動定律的建立過程的了解，感受觀察手段及數學歸納法在科學研究中的重要作用。兩名學生上黑板畫橢圓。學生上黑板推導遠日點速率與在近日點速率大小關系引導學生分析表格數據，討論k值與什么因素有關？學生用自己的話表述行星運動的理想化處理。四、【小試牛刀】1.關于行星的運動,以下說法正確的是（）A.行星軌道的半長軸越長,自轉周期越大B.行星軌道的半長軸越長,公轉周期越大C.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動D.海王星離太陽“最遠”,公轉周期最大分析：由開普勒第三定律，式中的T是公轉周期而非自轉周期，故B錯?？芍猘越大，T越大，故D正確，所有行星的運行軌道是橢圓，并不是都在同一個橢圓軌道上，故C錯誤.答案：BD2、某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示，F1和F2是橢圓軌道的兩個焦點，行星在A點的速率比在B點的速率大，則太陽是位于（）oA.F2點B.o點oC.F1點D.B點分析：由開普勒第二定律得在近日點速率大，遠日點速率小，題目中“行星在A點的速率比在B點的速率大”，故判斷出太陽位于F2點。3．關于開普勒行星運動的公式，以下理解正確的是（）A.k是一個與行星無關的常量B.若地球繞太陽運轉軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉軌道的半長軸為R月，周期為T月，則C.T表示行星運動的自轉周期D.T表示行星運動的公轉周期五、【課堂小結】讓學生概括總結本節(jié)的內容。六、【作業(yè)】導學案1、2、3、4題【板書設計】§6.1行星的運動一、古代對行星運動規(guī)律的認識1．地心說：托勒密2．日心說：哥白尼二、開普勒行星運動定律1．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．2．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．3．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二次方的比值都相等．注：比值k只與中心天體的質量有關。三、行星運動的理想化處理：1、所有行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓心．2、對任意一個行星來說，它繞太陽做勻速圓周運動。3、所有行星的軌道半徑的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等．教學反思：本節(jié)課滿意之處：（1）教學設計合理，思路清晰；（2）教態(tài)自然，慷慨激昂，富有激情；（3）通過詩朗誦導課引入，極具震撼力，激發(fā)了學生學習的熱情；（4）選擇物理學史教學，很富挑戰(zhàn)性，但依然能條理清晰，一一呈現，激發(fā)學生崇尚科學、追求真理的欲望；（5）設計學生人人動手畫橢圓小活動，使學生對行星運動的軌道有感性認識；（6）導學案設計合理，有效性強，學生完成學案情況較好；（7）課前進行導學案批閱，上課時對部分學生進行鼓勵、表揚、評價，調動學生了學習的積極性，同時指出學案中存在的共性問題，以便在教學過程中有的放矢，解決共性或個性問題；（8）有效采用多媒體手段和動畫，使抽象的現象能形象直觀的呈現給學生，增大了課堂容量。不足之處：（1）由于第一次參加公開課，難免