行星的運(yùn)動(dòng)教案2篇

課題

6.1行星的運(yùn)動(dòng)

課型

新授課（1課時(shí)）

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能

1．知道地心說和日心說的基本內(nèi)容．

2．知道所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．

3．知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)．

4．理解人們對行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的．

過程與方法

通過托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運(yùn)動(dòng)的理解．

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1．澄清對天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法．

2．感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

理解和掌握開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)．學(xué)好本節(jié)有利于對宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)．

教學(xué)難點(diǎn)

對開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)．

教學(xué)方法

探究、講授、討論、練習(xí)

教學(xué)手段

教具準(zhǔn)備

掛圖、多媒體課件

教學(xué)活動(dòng)

[新課導(dǎo)入]

【多媒體演示】天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。

教師：在浩瀚的宇宙中有無數(shù)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(lǐng)域。關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，歷史上有過不同的看法.

(課件投影)中國古代天文學(xué)觀

我國古代先民看到北極星常年不動(dòng)，以及北斗七星等拱極星的回轉(zhuǎn)，便以為星空是圓的，就像是一只倒扣著的半球大鍋，覆整在大地上，而北極則是這蓋天的頂，又認(rèn)為地是方的，就像一張圍棋盤，此即“天圓地方”說．東漢時(shí)的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說，認(rèn)為天就像一個(gè)大雞蛋，地球就是其中的蛋黃．

中國古代通常將歷法和天文聯(lián)系在一起．歷法注重天體運(yùn)行的長時(shí)間段的重復(fù)周期，而不注重天體在三維空間中的運(yùn)行情況．與古希臘人和中世紀(jì)的歐洲人不同，中國歷法家很少關(guān)心宇宙結(jié)構(gòu)方面的討論．在漢朝的大部分時(shí)期，人們滿足于這樣的假設(shè)：有人居住的世界是一小塊中心區(qū)域．靠近平面大地中央，這個(gè)平面大地是一個(gè)繞著傾斜的軸旋轉(zhuǎn)的天球的直徑面．天體在該天球的內(nèi)面移動(dòng)，但它們靠何種機(jī)制來進(jìn)行這種運(yùn)動(dòng)則沒有討論．

中國古代有豐富的天文記錄．公元前第二個(gè)千年的后期，甲骨文中已記載了新星現(xiàn)象．從約公元苗200年開始，在官方文件中已有關(guān)于新星的連年記載，還有流星雨、彗星、日食、太陽黑子以及異乎尋常的云、板光之類的記載，或?qū)傩堑母櫽^測的記錄．這些現(xiàn)象的觀測者都使用了制作精良的大型渾天儀和其他刻度儀器，所觀測的天體位置，其精確程度毫不遜色于歐洲在第谷之前的觀測．

學(xué)生閱讀后對探索宇宙產(chǎn)生興趣．

師：在廣袤無垠的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體．如太陽、月亮、夜空中閃爍的星星……吸引了人們的注意，智麓的頭腦開始探索天體運(yùn)動(dòng)的奧秘．它們的運(yùn)動(dòng)是靠神的支配，還是物理規(guī)律的約束?經(jīng)過不懈的努力，科學(xué)家們對它已有初步的了解，這一節(jié)讓我們循著前人的足跡學(xué)習(xí)行星運(yùn)動(dòng)的情況．

[新課教學(xué)]

一.“地心說”和“日心說”之爭

[討論與交流]

展示問題：

請閱讀教材第一段

1．古人對天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?

生：“地心說”和“日心說”．

師：2．什么是“地心說”?什么是“日心說”’?

生：”地心說”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)， “日心說”則認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)．

“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(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說一度占據(jù)了統(tǒng)治地位．生：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說”，最終被接受．

[討論與交流]

展示問題：

師：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說”，最終真理戰(zhàn)勝了謬誤．請同學(xué)們閱讀第64頁《人類對行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，中托勒密：地心宇宙，哥白尼：攔住了太陽，推動(dòng)了地球．交流討論，找出“地心說”遭遇的尷尬和“日心說’的成功之處．

生：地心說所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多，如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽運(yùn)動(dòng)的位置，換一個(gè)角度來考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得筒單了．

“日心說”代表人物：哥白尼，“日心說”能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)．

二、開普勒行量運(yùn)動(dòng)定律

[做一做]

用圖釘和細(xì)繩畫橢圓

可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來畫橢圓．如圖7．1—l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)．鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)．

想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距寓之和有什么關(guān)系?

[課堂訓(xùn)練]

(分四小組進(jìn)行)

師；閱讀教材第二段到最后，并閱讀第64頁《人類對行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí))中第谷：天才觀察家，開普勒：真理超出期望，投影展示以下問題：

師：1.古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)?

生：古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻逮圓周運(yùn)動(dòng)．

師：2．開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的?

生：開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)．他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別．

師：3．開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么?

生：開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道，行墨運(yùn)動(dòng)的線速度變化，軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．具體表述為：

第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．

師：這一定律說明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎?

生：不同．

第二定律：對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積．

教師：如圖所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．如果時(shí)間間隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面積A=面積B．由此可見，行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)a的速率最小，在近日點(diǎn)b的速率最大．

開普勒第三定律：3．所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計(jì)算中，可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，若用R代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示：

比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的恒量．只與太陽有關(guān)。

教師：給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供學(xué)生課后驗(yàn)證。

k水=3.361018

K金=3.351018

K地=3.311018

K火=3.361018

師：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，但是比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量，那么你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎?

生：根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽，故這一常數(shù)“k"一定與中心天體——太陽有關(guān)．(通過后面的學(xué)習(xí)將知道k值與太陽質(zhì)量的關(guān)系)

說明：(1)開普勘定律不僅適用于行星繞大陽運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，不過比例式 k中的k是不同的，與中心天體有關(guān)．

(2)開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律．它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來的規(guī)律．開普勒定律只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)方面的內(nèi)容。

(3)由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計(jì)算中，可以認(rèn)為，行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．在這種情況下，若用。代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示

(4)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述，不僅使人們在解決行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題上有了依據(jù)，更澄清了人們對天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對天體動(dòng)力學(xué)問題的研究．

[課堂探究l

師：引導(dǎo)學(xué)生深入探究：

1．播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件，使學(xué)生對行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡單的感性認(rèn)識(shí)．

2．出示九大行星軌道掛圖，使學(xué)生對多數(shù)行星的軌道與圓十分接近有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)．

[討論與交流]

師：實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，所以在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理．開普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢?

生：行星的圓軌道的半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．

[課堂訓(xùn)練]

1．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(yùn)動(dòng)

B.太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運(yùn)動(dòng)

C.太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)

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

2．已知木墾繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍．則木星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的

半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的————倍．

參考答案

1．答案：D

分析；“地心說”是錯(cuò)誤的，所以A不正確．太陽系在銀河系中運(yùn)動(dòng)，銀河系也在運(yùn)動(dòng)，所以，B、C不正確，D正確．

2．答案：5．24

[小結(jié)]

本節(jié)學(xué)習(xí)的是開苦勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，其中第一定律反映了行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，第二定律描述了行星在近日點(diǎn)的速率最小，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最大，第三定律揭示了軌道半長軸與公轉(zhuǎn)周期的定量關(guān)系．在近似計(jì)算中可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

學(xué)生活動(dòng)

作業(yè)

[布置作業(yè)]

教材第66頁“問題與練習(xí)”1，2，3，4．

板書設(shè)計(jì)

1．地心說和日心說

2．第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．

3．第二定律：對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積．

4．開普勒第三定律：3．所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．

教學(xué)后記