高中物理6.1《行星的运动》教案5新人教版必修2(可编辑修改word版)

第一节行星的运动● 本节教材剖析这节内容对学生来说是抽象的、陌生的，甚至没法去感知 .对天体的运动充满好奇又感觉特别神奇而不易理解 .因此我们一定去指引学生认识人们对星体运动认识的发展过程，从“日心说” 和“地心说”的内容到其二者之间的争辩，从第谷的精心观察到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过程中指引学生领会这些大师们的思路、方法及他们的谨小慎微的科学精神，并激发他们热爱科学、探究真谛的求知热忱 .本节内容包含“地心说” “日心说”的内容及争辩的焦点、开普勒定律的内容等知识点.●教课目的一、知识目标1.认识“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描绘.二、能力目标1.培育学生在客观事物的基础上经过剖析、推理提出科学假定，再经过实验考证的正确认识事物实质的思想方法.2.经过学习，培育学生擅长察看、擅长思虑、擅长着手的能力.三、德育目标1.经过开普勒行星运动定律的成立过程，浸透科学发现的方法论教育，成立科学的宇宙观.2.激发学生热爱科学、探究真谛的求知热忱.●教课要点1.“日心说”的成立过程.2.行星运动的规律 .●教课难点1.学生对天体运动缺少感性认识.2.开普勒怎样确立行星运动规律的.●教课方法1.“日心说”的成立的教课——采纳对照、反证及解说法.2.行星运动规律的成立——采纳挂图、放录像资料或用CAI 课件模拟行星的运动状况 .●教课器具挂图、录像机、录像带、投影器、投电影.●教课步骤一、导入新课我们与无数生灵生活在地球上，白日我们洗浴着太阳的光芒 .夜晚，仰望苍穹，繁星闪耀，漂亮的月亮把我们带入了无穷的联想之中，这浩大无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态万千的天体，它们的神奇一直让我们盼望认识，其实不停地去探究 .而伟大的天文学家、物理学家已为我们的探究开了头，让我们对宇宙来一个初步的认识 .第一，我们来认识行星的运动状况 .板书：行星的运动 .二、新课教课（一）用投电影出示本节课的学习目标1.认识“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描绘.（二）学习目标达成过程1.“地心说”和“日心说”的发展过程在浩大的宇宙中，存在着无数大小不一、形态万千的星球，而这些天体是怎样运动的呢？在古代，人类最先经过直接的感性认识，建立了“地心说”的看法，以为地球是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转动 .由于“地心说”比较切合人们的平时经验，太阳老是从东边升起，从西边落下，仿佛太阳绕地球转动 .正好，“地心说”的看法也切合宗教神学对于地球是宇宙中心的说法，因此“地心说”统治了人们很长时间 .可是跟着人们对天体运动的不停研究，发现“地心说”所描绘的天体的运动不单复杂并且问题好多 .假如把地球从天体运动的中心地点移到一个一般的、绕太阳运动的行星的地点，换一个角度来考虑天体的运动，很多问题都能够解决，行星运动的描绘也变得简单了 .跟着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的地点为船队导航，因此对行星的运动观察愈来愈精准.再加上第谷等科学家经过长期观察及记录的大批的观察数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完满的解答 .当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使许多人相信地球其实不是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推断是否是地球每天环绕自己的轴线旋转一周呢？他假定地球其实不是宇宙的中心，它第 3页 /共 10页与其余行星都是环绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“日心说”的模型.用“日心说”能较好地和观察的数据相切合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽视，很晚才被人们接受 .原由有：（ 1）“日心说”不过一个假定 .利用这个“假定”，行星运动的计算比“地心说”简单得多 .但著作中有很不精准的数据 .依据这些数据得出的结果不可以很好地跟行星地点的观察结果相切合 .（2）当时的欧洲的统治者仍是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说” ，由于它不切合教会的利益 .以致这个正确的看法被推延一个世纪才被人们所接受 .德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的所有观察资料及观察数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思虑和计算的，但结果老是与第谷的观察数占有 8′的角度偏差 .当时公认的第谷的观察偏差不超出 2′.开普勒想，很可能不是匀速圆周运动 .在这个勇敢思路下，开普勒又经过四年多的勤苦计算，先后否认了 19 种假想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证了然哥白尼的“日心说”是正确的 .并总结为行星运动三定律 .同学们，古人的这类对问题的谨小慎微、孜孜以求的精神值得大家学习 .我们对待学习更应当是脚扎实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探究真谛的热忱及坚毅的质量，来实现你的人生价值 .2.开普勒行星运动规律（1）出示行星运动的挂图边看边介绍，让学生对行星运动有一个简单的感性认识.第 4页 /共 10页（ 2）放相关行星运动的录像录像的成效很好， 很直观，让同学能看到三维的立体画面，让同学们的感性认识又提升一步 .（ 3）开普勒行星运动的规律开普勒对于行星运动的描绘可表述为三定律 .我们主要介绍开普勒第必定律和第三定律 . （4）所有的行星环绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 .这就是开普勒第必定律 .行星运动的轨道不是正圆，行星与太阳的距离向来在变 .有时远离太阳，有时凑近太阳 .它的速度的大小、方向时辰在改变 .表示图以下：板书：开普勒第必定律：所有行星环绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 .（ 5）所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 .这是开普勒第三定律 .每个行星的椭圆轨道只有一个，可是它们运动的轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值是相等3的.我们用 R 表示椭圆的半长轴， T 代表公转周期，表达式可为：R2 KT明显 K 是一个与行星自己没关的量， 同学们想想， K 有可能与什么相关呢？同学们开始议论、猜想 .都环绕太阳运行，只与中心体相关的一个值了.板书： 开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的三次方的比值都是同样的 .表达式：R3K （R表示椭圆的半长轴，T 表示公转周期）T 2（6）同学们知道此刻我们已经发现太阳四周有几颗行星了吗？分别是什么？学生回答：金、木、水、火、土、地球、天王星、海王星、冥王星.评论：（回答的很好），那同学们知道哪颗行星离太阳近来？同学回答：水星 .老师发问：水星绕太阳运行的周期多大？一般学生不知道 .老师告诉学生：水星绕太阳一周需88 天.老师发问：我们生活的地球呢？同学们积极回答：约365 天.3.增补说明（ 1）开普勒第三定律R3K 对所有行星都合适. T 2（ 2）对于同一颗行星的卫星，也切合这个运动规律.比方绕地球运行的月球与人造卫星，就切合这必定律R3K（K′T 2与行星绕太阳的K 值不一样，中心体变， K 值改变）三、稳固练习用投影仪出示练习题（ 1）行星绕恒星的运动轨道假如是圆形，那么它运行周期T 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设 T2/r3=K,则常数 K 的大小A.只与恒星的质量相关B.与恒星的质量及行星的质量相关C.只与行星的质量相关D.与恒星的质量及行星的速度相关（ 2）木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳的转动的周期的12倍，则木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的倍.(3)地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011m,周期为 365 天；月球绕地球运行的轨道半长轴为 3.82×108 m,周期为 27.3 天. 则对于绕太阳运行的行星，R3/T2的值为m3/s2;对于绕地球运动的物体， R3/T2的值为m3/s2.参照答案：（略）四、小结经过本节课的学习，我们认识和知道了：1.“地心说”和“日心说”两种不一样的看法及发展过程.行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系R3K （K是与行星2.T 2没关的量） .3.行星绕太阳的椭圆的半长轴R3与周期 T2的比值为 K，还知道对一个行星的不一样卫星，它们也切合这个运行规律，即r3(K 与TK2K′是不一样的 ).五、作业1.阅读相关对行星运动的认识的发展史.2.思虑题：把月球及绕地球的同步卫星看作绕地球做匀速圆周运动，试计算一下月球与同步卫星到地面中心的距离比.参照答案：3 900六、板书设计行星的运动1.“地心说”与“日心说”的发展过程.2. 开普勒行星运动定律七、素质能力训练第必定律内容第二定律R3K公式2T1.在古代人们对于天体的运动存在着“地心说”和“日心说”两种对峙的见解 .地心说以为是宇宙的中心，是静止不动的；日心说以为是静止不动的，这两种认识中更科学些.课本、报刊杂志中的成语、名言警语等俯首皆是 ,但学生写作文运用到文章中的甚少,即便运用也很难做到恰到好处。

行星的运动一、学情分析学生在以往学习中已经学习了“运动的描述”以及圆周运动的一些知识，对于本节内容有了一些铺垫，但椭圆运动学生只是知道这个名词可不了解内容，需要进一步补充；同时本节内容需要熟练掌握的知识都是通过物理史实引导而来，在感官上更容易使学生接受，能更好的促进他们学习兴趣。

二、核心素养通过《行星的运动》的研讨学习过程，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

澄清对天体运动神秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

感悟科学是人类进步不竭的动力。

培养学生分工合作，体验科学探究的乐趣。

三、教学目标（1）了解地心说和日心说的基本内容。

（2）掌握理解开普勒三大定律的内容，并能应用。

（3）理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

四、教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。

五、教学难点理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。

六、教学过程1. 【导入】由视频导入人类对宇宙的认知2. 【活动】学生讲解“地球为什么是圆的”由学生自己课下查阅了资料，制作ppt，讲解刚开始人类认知地球为“地方天圆”，后来又意识到该说法是错误的，最后举例验证地球是球形。

3. 【活动】动手实验由学生自行制作模拟实验来验证地球应该为球形。

4. 【活动】学生讲述地心说、日心说学生课下查阅资料制作ppt，讲述地心说、日心说的斗争过程。

5. 【活动】学生实践由学生担任小老师，负责传授给其他同学椭圆的一些基本知识。

6. 【活动】学生讲述“开普勒三大定律”学生课下查阅资料制作ppt，讲解“开普勒三大定律”来源和基本内容。

7. 【讲授】老师讲授“开普勒三大定律”具体内容以及注意点。

8. 【测试】对于本节内容小测，由学生点击要测试的内容，然后举牌示意选项。

9. 【讲授】总结本节课具体内容，由学生自行制作思维导图，老师展示的方式。

10. 【作业】布置课后作业。

第一节行星的运动课时：一课时教师：教学目标三个维度的教学目标具体为：知识与技能(1)知道地心说和日心说的基本内容；(2)知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；(3)知道所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方跟周期的二次方的比值相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．过程与方法(1)理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的；(2)了解科学发现的艰辛，真理是来之不易的．情感、态度与价值观通过教学活动，使同学们感受到科学探索的乐趣与科学探究方法的魅力，树立为科学献身的远大理想．重点与难点重点是开普勒关于行星运动的描述，难点是体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法．教学用具多媒体课件、实物投影仪、木板、白纸、棉线．教学过程：二个视频、〔导入新课〕学生齐读P31页二自然段自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象吸引了无数智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．我们的祖先发现，大多数星星的相互位置几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景下移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以把它们叫“行星”．认识宇宙要从行星开始．新课教学：一、古人对天体运动的看法及发展过程？1、古代人们对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？科学的足迹1、地心说代表人物：托勒密观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。

2、日心说代表人物：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球。

观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。

3、日心说的进一步完善（1）天才观察者：第谷·布拉赫把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/(2) 开普勒：真理超出希望开普勒行星运动三定律[探究1]行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？圆？年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21春92天夏94天秋89天冬90天秋冬两季比春夏两季时间短第谷（丹麦）二十年的精心观测开普勒（德国）潜心研究 8分的误差四年多的刻苦计算否定19 种假设行星轨道为椭圆假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得从秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。

行星的运动班课教案【学习目标】1．了解地心说与日心说．2．明确开普勒三大定律，能应用开普勒三大定律分析问题．3．知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关．理解引力公式的含义并会推导平方反比规律．4．理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法知识回顾：1.古代人们怎么看待地球，月亮，太阳，星星之间的关系的？答：古人认为月亮，行星，太阳都是以地球为中心绕地球运动。

2.近代16世纪人们怎么看待地球，月亮，太阳，星星之间的关系的？答：近代人们以哥白尼为代表认为，地球，星星都绕着太阳运动。

3.现代人们怎么看待地球，太阳，行星，月亮之间关系的？答：现代人们认为，月亮绕着地球运动，地球和其余的八大行星绕着太阳运动，太阳绕着银河系转动。

银河系处在一个星团中（星团有，猎户座，射手座，巨蟹座，等诸多星团）知识点一、天体学术的发展地心说：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做圆周运动．公元2世纪的希腊天文学家托勒密使地心说发展和完善起来，由于地心说能解释一些天文现象，又符合人们的日常经验(例如我们看到太阳从东边升起，从西边落下，就认为太阳在绕地球运动)，同时地心说也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以得到教会的支持，统治和禁锢人们的思想达一千多年之久．日心说：16世纪，波兰天文学家哥白尼(1473～1543年)根据天文观测的大量资料，经过长达40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心体系”宇宙图景．日心体系学说的基本论点有：(1)宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动．(2)地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动．(3)天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象．(4)与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多．开普勒发现行星运动定律：(1)丹麦天文学家第谷连续20年对行星的位置进行了精确的测量，积累了大量的数据．到1601年他逝世时，这些耗尽了他毕生心血获得的天文资料传给了他的助手德国人开普勒．(2)开普勒通过长时间的观察、记录、思考与计算，逐渐发现哥白尼把所有行星运动都看成是以太阳为圆心的匀速圆周运动似乎简单了一些，因为它与实际观察到的数据有着不小的出入．(3)开普勒承担了准确地确定行星轨道的任务，他仔细研究了第谷对行星位置的观测记录，经过四年多的刻苦计算，所得结果与第谷的观测数据至少有8′的角度误差，那么这不容忽视的8′可能就是人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的．最后开普勒发现行星运行的真实轨道不是圆，而是椭圆，并于1609年发表了两条关于行星运动的定律．(4)开普勒在发表了第一定律和第二定律后，进一步研究了不同行星的运动之间的相互关系，在1619年又发表了行星运动的第三条定律．开普勒提出描述行星运动的规律，使人类的天文学知识提高了一大步，他被称为“创制天空法律者”．开普勒第一定律(轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．不同行星椭圆轨道则是不同的．开普勒第一定律说明了行星的运动轨道是椭圆，太阳在此椭圆的一个焦点上，而不是位于椭圆的中心．不同的行星位于不同的椭圆轨道上，而不是位于同一椭圆轨道，再有，不同行星的椭圆轨道一般不在同一平面内．开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t 2－t 1＝t 4－t 3如，那么S A ＝S B ，由此可见，行星在远日点a 的速率最小，在近日点b 的速率最大．开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等．若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，即32a k T=(其中，比值k 是一个与行星无关的常量)例题1. 假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km ，地球同步卫星距地面高度为36000km ，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（ ）A ．4次B ．6次C ．7次D ．8次【答案】C【思路点拨】当它们从距离最远到距离最近，转动的角度相差2n ππ+（n=0,1,2,3……） 【解析】根据开普勒第三定律32113222R T R T =，其中124200640013600064004R km km R km km +==+，故1218T T =，已知地球同步卫星的运行周期为24h ，因而载人宇宙飞船的运行周期12438T h h ==，由匀速圆周的角速度2T πω=可分别得，宇宙飞船的角速度为2/3rad h π，同步卫星的角速度为/12rad h π，若追击距离为一个半圆，则所需追击时间为11227()312t h h πππ==-，此后若追击距离变为一个圆周，则追击时间222427()312t h h πππ==-，依次类推：(2)12(21)27()312n n n t h h ππππ++==- （n=0,1,2,3……）可得到24h 内共用时1567h 完成追击7次 【总结升华】首先运用开普勒第三定律求解出同步卫星与宇宙飞船的周期之比，再根据它们之间的角度差计算出24h 以内的所有的追击时间，最后统计追击次数。

第六章万有引力定律（一、行星的运动）教学目的：1．了解地心说和日心说两种不同的观点2．知道开普勒对行星运动的描述教学重点：知道开普勒对行星的描述教学过程：引入：看天体视频一地心说与日心说1．让同学自己阅读，找出地心说和日心说的观点：地心说：认为地球是宇宙的中心。

地球的静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。

日心说：认为太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳动动2．为什么地心说会统治人们很久时间。

3．古人是如何看待天体的运动：古人认为天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动。

4．谁首先对天体的匀速圆周运动的观点提出怀疑：开普勒二开普勒三定律开普勒通过四年多的刻苦计算，先后否定了十九种设想，最后了发现星运行的轨道不是圆，而是椭圆。

并得出了开普勒两条定律：开普勒第一定律：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积如图：如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3那么面积A=面积B开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

R3/T2=k （k是一个与行星或卫星无关的常量，但不同星球的行星或卫星K值不一定相等）其中m为行星质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离。

也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。

而此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力。

同时，太阳也不是一个特殊物体，它用语言表述，就是：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。

这就是牛顿的万有引力定律。

如果改其中G为一个常数，叫做万有引力恒量。

(视学生情况，可强调与物体重力只是用同一字母表示，并非同一个含义。

)应该说明的是，牛顿得出这个规律，是在与胡克等人的探讨中得到的。

三、课堂小结引导学生总结1、了解“地心说”“日心说”再到开普勒定律的发现过程。

行星的运动一、知识目标1.了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描述.二、教学重点1.“日心说”的建立过程.2.行星运动的规律.三、教学难点1.学生对天体运动缺乏感性认识.2.开普勒如何确定行星运动规律的.四、教学方法1.“日心说”的建立的教学——采用对比、反证及讲授法.2.行星运动规律的建立——采用挂图、放录像资料或用CAI课件模拟行星的运动情况.五、教学步骤导入新课我们与无数生灵生活在地球上，白天我们沐浴着太阳的光辉.夜晚，仰望苍穹，繁星闪烁，美丽的月亮把我们带入了无限的遐想之中，这浩瀚无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态各异的天体，它们的神秘始终让我们渴望了解，并不断地去探索.而伟大的天文学家、物理学家已为我们的探索开了头，让我们对宇宙来一个初步的了解.首先，我们来了解行星的运动情况.板书：行星的运动.新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标1.了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.2.知道开普勒对行星运动的描述.（二）学习目标完成过程1.“地心说”和“日心说”的发展过程在浩瀚的宇宙中，存在着无数大小不一、形态各异的星球，而这些天体是如何运动的呢？在古代，人类最初通过直接的感性认识，建立了“地心说”的观点，认为地球是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转动.因为“地心说”比较符合人们的日常经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，好像太阳绕地球转动.正好，“地心说”的观点也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以“地心说”统治了人们很长时间.但是随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确.再加上第谷等科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答.当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体，哥白尼就开始推测是不是地球每天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“日心说”的模型.用“日心说”能较好地和观测的数据相符合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽略，很晚才被人们接受.原因有：（1）“日心说”只是一个假设.利用这个“假设”，行星运动的计算比“地心说”容易得多.但著作中有很不精确的数据.根据这些数据得出的结果不能很好地跟行星位置的观测结果相符合.（2）当时的欧洲的统治者还是教会，把哥白尼的学说称为“异端学说”，因为它不符合教会的利益.致使这个正确的观点被推迟一个世纪才被人们所接受.德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′.开普勒想，很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律.同学们，前人的这种对问题的一丝不苟、孜孜以求的精神值得大家学习.我们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现你的人生价值.2.开普勒行星运动规律（1）出示行星运动的挂图边看边介绍，让学生对行星运动有一个简单的感性认识.（2）放有关行星运动的录像录像的效果很好，很直观，让同学能看到三维的立体画面，让同学们的感性认识又提高一步.（3）开普勒行星运动的规律开普勒关于行星运动的描述可表述为三定律.我们主要介绍开普勒第一定律和第三定律.（4）所有的行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上.这就是开普勒第一定律.行星运动的轨道不是正圆，行星与太阳的距离一直在变.有时远离太阳，有时靠近太阳.它的速度的大小、方向时刻在改变.示意图如下：板书：开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上.（5）所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.这是开普勒第三定律.每个行星的椭圆轨道只有一个，但是它们运动的轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值是相等的.我们用a 表示椭圆的半长轴，T代表公转周期，表达式可为： k Ta 23显然k 是一个与行星本身无关的量，同学们想一想，k 有可能与什么有关呢？同学们开始讨论、猜想.都围绕太阳运转，只与中心体有关的一个值了.a板书： 开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的三次方的比值都是相同的.表达式：k Ta =23（a 表示椭圆的半长轴，T 表示公转周期）（6）同学们知道现在我们已经发现太阳周围有几颗行星了吗？分别是什么？学生回答：金、木、水、火、土、地球、天王星、海王星、冥王星.评价：（回答的很好），那同学们知道哪颗行星离太阳最近？同学回答：水星.老师提问：水星绕太阳运转的周期多大？一般学生不知道.老师告诉学生：水星绕太阳一周需88天.老师提问：我们生活的地球呢？同学们踊跃回答：约365天.3.补充说明（1）开普勒第三定律k Ta =23对所有行星都适合.（2）对于同一颗行星的卫星，也符合这个运动规律.比如绕地球运行的月球与人造卫星，就符合这一定律k Ta '=23（k '与行星绕太阳的k 值不同，中心体变，k 值改变）六、小结通过本节课的学习，我们了解和知道了：1.“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.2.行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系k Ta =23（k 是与行星无关的量）.3.行星绕太阳的椭圆的半长轴3a 与周期2T 的比值为k ，还知道对一个行星的不同卫星，它们也符合这个运行规律，即k T a '=23(k 与k '是不同的).七、板书设计行星的运动1.“地心说”与“日心说”的发展过程.2. 开普勒行星运动定律（1）内容：第一定律、第二定律、第三定律。

行星的运动【教课流程】【教课目的】一、知识与技术认识椭圆；认识人类对天体运转的研究历史；理解开普勒三定律。

二、过程与方法经过对天体运转研究历史的认识，领会科学研究的一般思路与方法──怀疑、批评、猜想、察看与实验。

三、感情态度价值观经过对天体运转研究历史的认识，感悟科学家对科学的执著和献身精神，培育学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、敢于坚持真谛、脚踏实地的科学态度。

【教课要点】开普勒三定律。

【教课难点】行星的椭圆轨道。

【教课过程】一、复习发问1．曲线运动是变速运动吗？2．曲线运动中，质点经过曲线上某一点时的速度方向如何确立？3．质点作曲线运动的条件是什么？二、引入课题教师叙述──本节课，我们先来认识一下人类对天体运转的研究历史，回首一下科学先贤的工作。

三、新课教课教师叙述：人类对天体运转的认识，发源于托勒密的“地心说”，经哥白尼发展到了“日心说”，开普勒的“行星运动定律”第一次为天体的运动立了法。

而完整解决天体运动问题的则是“站在巨人肩膀上”的牛顿。

研究一：第谷、开普勒的研究1．显现“阅读资料”──学生阅读议论第谷与开普勒第谷（ 1510── 1601）──天体运动的等候者1510 年12 月14 日生于丹麦斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭。

其父是律师。

1601年 10 月24 日，第谷去世于布拉格，终年57 岁。

第谷于1559 年入哥本哈根大学念书。

1560 年8 月，他依据预告察看到一第二天食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。

1562 年第谷转到德国莱比锡大学学习法律，但却利用所有的业余时间研究天文学。

1563 年他写出了第一份天文观察资料，记录了木星、土星和太阳在向来线上的状况。

1566 年第谷开始到各国遨游，并在德国罗斯托克大学攻读天文学。

此后他开始了一生的天文研究工作，获得了重要的成就。

第谷的一世在天文观察方面所获得的成就，为近代天文学的发展确立了坚固的基础。

第谷的最重要发现是1572 年 11 月 11 日观察了仙后座的新星迸发。

课题6．1行星的运动备课时间上课时间总课时数课程目标知识与技能知道地心说和日心说的基本内容。

知道开普勒三定律的内容。

理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

情感态度与价值观1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

2、感悟科学是人类进步不竭的动力。

教学重点开普勒行星运动定律教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用教学过程二次备课引入新课多媒体演示：天体运动的图片浏览。

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。

人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。

新课讲解一、古代对行星运动规律的认识问1：．古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”．问2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’?“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动，“日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．“地心说’的代表人物：托勒密(古希腊)．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位．二、开普勒行星运动三定律问1：古人认为天体做什么运动?古人把天体的运动看得十分神圣，他们认为天体的运动不同于地面物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动．问2：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?开普勒认为行星做椭圆运动．他发现假设行星傲匀逮圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这一差别．问3：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?开普勒行星运动定律从行星运动轨道，行星运动的线速度变化，轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律．（多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件）开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．问4：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 不同．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．问5：如图7.1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？因为相等时间内面积相等，所以近日点速率大。

⾼中物理新课标⼈教版必修2优秀教案：6.1⾏星的运动第六章万有引⼒与航天本章设计本章主要在讲述了万有引⼒定律的发现及其在天体运动中的应⽤.万有引⼒定律是在哥⽩尼、伽利略、开普勒等⼈的天⽂学研究成果基础上，由⽜顿运⽤⼒学原理发现的重要定律.万有引⼒定律阐明了宇宙万物之间普遍存在的相互作⽤⼒的规律,为⼈们认识天体的运动奠定了基础.本章教材内容可分为三个单元:第⼀单元(第1节—第3节):介绍万有引⼒定律的建⽴过程.从观察⾏星运动、描述⾏星运动规律开始，⼈类对⾏星运动规律的认识经历了从“地⼼说”到“⽇⼼说”，直到开普勒的⾏星运动规律.⽜顿根据这些已知的运动规律，探究运动规律的原因，先提出猜想，再经⽉—地检验，再将其合理推⼴到⼀切物体之间，得到万有引⼒定律.第⼆单元（第4节—第5节）：列举万有引⼒定律的成就.⼀是理论成就“称量地球的质量”“发现未知天体”等；⼆是其实践成就，航天事业的发展及其巨⼤成果.第三单元(第6节):经典⼒学的局限性.从低速到⾼速、从微观到宏观、从弱引⼒到强引⼒三个⽅⾯提出问题，留给学⽣思考的空间.本章的重点内容是:万有引⼒定律在天体运动中的应⽤、⼈造卫星的发射和运⾏及航天活动，难点是万有引⼒定律的发现过程及天体运动的综合性分析与计算.通过本章的学习,我们要了解⼈们对天体运动认识的发展过程和⽜顿发现万有引⼒定律的认识过程以及思考和研究问题的⽅法,掌握解决天体的运动、⼈造地球卫星、宇宙速度等实际问题的解题⽅法,进⼀步加深对⼒和运动关系的理解,提⾼分析和解决实际问题的能⼒.学习万有引⼒定律在宇宙航⾏中的应⽤时,要引导学⽣进⾏科学跟⽣活、跟社会联系的思考,让学⽣体会到物理学就在我们的⾝边,增进科学与⽣活、社会的联系.万有引⼒、⼈造卫星是近年来⾼考的热点内容,由于航空航天技术、卫星技术属于现代科技发展的重要领域,所以近些年的⾼考对万有引⼒、⼈造卫星的考查每年都有.⾼考强调理论联系实际,其中与现代科技的联系是⼀个重要⽅⾯,同时体现⾼考试卷的现代性.随我国宇宙事业的迅速发展(如我国神⾈飞船发射及准备发射⽉球卫星),今后仍将是⾼考的热点之⼀，教学时要给予⾼度重视.在理解和把握本章内容时,要和前⼀章的匀速圆周运动结合起来,找出物体做圆周运动的半径,以及做圆周运动的向⼼⼒由哪些⼒来提供,从⽽求出题⽬所要求的结果,切不可不加分析死记硬背.⽂本式教学设计整体设计本节内容包括“地⼼说”“⽇⼼说”的内容及争论的焦点、开普勒三⼤定律的内容等知识点.学习这⼀节的主要⽬的是为了下⼀节推导万有引⼒定律作铺垫,因此教材中没有过重地讲述开普勒的三⼤定律,⽽是将三⼤定律的内容综合在⼀起加以说明,节后也没有安排练习.本节内容对学⽣来说是抽象的、陌⽣的，甚⾄⽆法去感知.对天体的运动充满好奇,⼜觉得⾮常神秘⽽不易理解.所以我们必须去引导学⽣了解⼈们对星体运动认识的发展过程,从“⽇⼼说”和“地⼼说” 的内容到其两者这间的争论，从第⾕的精⼼观测到开普勒的数学运算，在学⽣整体感知的过程中引导学⽣体会这些⼤师们的思路、⽅法及他们的⼀丝不苟的科学精神，并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情.“⽇⼼说”“地⼼说”及两者之间的争论有许多内容可向学⽣介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于⾏星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学⽣的实际情况加以补充.具体授课中教师可以⽤故事的形式讲述,也可以通过放资料⽚和图⽚的形式讲述,也可⼤胆地让学⽣进⾏发⾔.在讲授“⽇⼼说”和“地⼼说”时，先不要否定“地⼼说”，让学⽣了解托勒密巧妙的解释，同时让学⽣明⽩哥⽩尼的理论推翻了统治⼈类长达⼀千余年的地球是宇宙中⼼的“地⼼说”理论，为宣传和捍卫这⼀学说，意⼤利的思想家布鲁诺惨遭酷刑，伽利略也为此受到残酷迫害,借此对学⽣进⾏情感教育.教学重点对开普勒三⼤定律的理解.教学难点1.开普勒三⼤定律的适⽤范围.2.对开普勒第三定律中k的理解.课时安排1课时三维⽬标知识与技能1.了解地⼼说和⽇⼼说的基本内容.2.明确开普勒三⼤定律,能应⽤三定律分析问题.3.知道⼈类对⾏星运动的认识过程.过程与⽅法1.了解观察在发现⾏星运动规律中的作⽤.认识物理实验在物理学发展过程中的重要作⽤.2.了解科学研究⽅法对⼈类认识⾃然的重要作⽤.情感态度与价值观1.通过开普勒⾏星运动定律的建⽴过程,渗透科学发现的⽅法论教育,建⽴科学的宇宙观.2.通过⼈类对⾏星运动规律认识过程的曲折与艰⾟,学习科学家们实事求是、尊重客观事实、敢于坚持真理、勇于创新和不怕牺牲的科学态度与科学精神.教学过程导⼊新课故事导⼊《天问》是战国时期楚国伟⼤诗⼈屈原的佳作,屈原对茫茫宇宙提出了⼀系列问题：“遂古之初，谁传道之？”上下未形，何由考之？……夜光何德，死则⼜育？厥利维何，⽽顾菟在腹？”这些都反映了⼈类对星空的向往，体现了⼈类了解⾃然奥秘的渴望.⾯对浩瀚的星空,哪⾥才是宇宙的中⼼?“地⼼说”“⽇⼼说”孰是孰⾮？情景导⼊太阳每天东升西落；⽉亮由东向西运⾏，有时弯如镰，有时圆如盘，每⽉变化⼀次；天上的星星有的看起来不动，有的如闪电划过夜空，⽇⽉星⾠的这些运动，⼈们从遥远的古代就注意了.但是,⽇⽉交替,⽃转星移,天体的运动遵循什么规律?浩瀚星空,哪⾥才是宇宙的中⼼?从这⼀节开始,我们将学习这些规律.复习导⼊复习旧知：圆周运动的基本公式=======????????????======动也适⽤于⾮匀速圆周运即适⽤于匀速圆周运动只适⽤于匀速圆周运动,22222222v m r m r m v F v r r v a t v v r T T t T r t s v ωωωωωωπππ?ωπ匀速圆周运动的特点:速率、⾓速度不变，速度、加速度、合外⼒⼤⼩不变，⽅向时刻变化.合外⼒就是向⼼⼒,它只改变速度⽅向.⾮匀速圆周运动:合外⼒⼀般不是向⼼⼒,它不仅要改变物体速度⼤⼩(切向分⼒),还要改变速度⽅向(向⼼⼒).⽣活中的圆周运动离⼼现象航天器中的失重现象汽车过拱形桥⽕车转弯很多天体的运动就是圆周运动,在学习中我们将应⽤圆周运动的知识解决天体运动的问题.本节课我们先学习第⼀节:⾏星的运动.推进新课⼀、“地⼼说”和“⽇⼼说”的发展过程课件展⽰：在浩瀚的宇宙中，存在着⽆数⼤⼩不⼀、形态各异的星球，⽽这些天体是如何运动的呢？在古代，⼈类最初通过直接的感性认识，建⽴了“地⼼说”的观点，认为地球是静⽌不动的，⽽太阳和⽉亮绕地球转动.因为“地⼼说”⽐较符合⼈们的⽇常经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，好像太阳绕地球转动.正好，“地⼼说”的观点也符合宗教神学关于地球是宇宙中⼼的说法，所以“地⼼说”统治了⼈们很长时间.但是随着⼈们对天体运动的不断研究，发现“地⼼说”所描述的运动不仅复杂⽽且问题很多.如果把地球从天体运动的中⼼位置移到⼀个普通的、绕太阳运动的⾏星的位置，换⼀个⾓度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，⾏星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的发展,⼈们希望借助星星的位置为船队导航,因⽽对⾏星的运动观测越来越精确.再加上第⾕等科学家经过长期观测及记录的⼤量观测数据,⽤托勒密的“地⼼说”模型很难得出完美的解答.当时,哥伦布和麦哲伦的探险航⾏已经使不少⼈相信地球并不是⼀个平台,⽽是⼀个球体,哥⽩尼就开始推测地球是不是每天围绕⾃⼰的轴线旋转⼀周呢?他假设地球并不是宇宙的中⼼,它与其他⾏星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.这就是“⽇⼼说”的模型.⽤“⽇⼼说”能较好地和观测的数据相符合,但它的思想⼏乎在⼀个世纪中被忽略,很晚才被⼈们接受.原因有:(1)“⽇⼼说”只是⼀个假设.利⽤这个“假设”，⾏星运动的计算⽐“地⼼说”容易得多.但著作中有很不精确的数据.根据这些数据得出的结果不能很好地跟⾏星位置的观测结果相符合.(2)当时的欧洲的统治者还是教会,把哥⽩尼的学说称为“异端学说”，因为它不符合教会的利益,致使这个正确的观点被推迟⼀个世纪才被⼈们所接受.德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第⾕的全部观测资料及观测数据,也是以⾏星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的,但结果总是与第⾕的观测数据有8′的⾓度误差.当时公认的第⾕的观测误差不超过2′.开普勒想,很可能不是匀速圆周运动.在这个⼤胆思路下,开普勒⼜经过四年多的刻苦计算,先后否定了19种设想,最后终于计算出⾏星是绕太阳运动的,并且运动轨迹为椭圆,证明了哥⽩尼的“⽇⼼说”是正确的,并总结为⾏星运动三定律.设计意图：通过观看上述材料,让学⽣了解前⼈对问题的⼀丝不苟、孜孜以求的精神,引导学⽣对待学习更应该是脚踏实地、认认真真,不放过⼀点疑问,要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现⾃⼰的⼈⽣价值.问题探究通过观看上述材料及课本内容，要求学⽣解决以下问题：1.在古代，⼈们对天体的运动的认识有哪⼏种学说？2.各个学说的内容是怎样的？代表⼈物是谁？3.哪种学说更先进？⽤现在的观点，如何认识这两种学说？4.是哪位科学家否定了古⼈的观点？他发现了什么规律？学⽣思考、交流后总结出结论：1.地⼼说：地球是静⽌不动的，地球是宇宙的中⼼.代表⼈物:托勒密(古希腊).托勒密(Ptolemy,90—168)地⼼说符合⼈们的直接经验,同时也符合势⼒强⼤的宗教神学关于地球是宇宙中⼼的认识,故地⼼说⼀度占据了统治地位.2.⽇⼼说:太阳是静⽌不动的,地球和其他⾏星都绕太阳运动.代表⼈物:哥⽩尼.哥⽩尼(Nicolaus Copenicus,1473—1543)3.⽇⼼说能更完美地解释天体的运动.古代的两种学说都不完善,因为太阳、地球等天体都是运动的.鉴于当时对⾃然科学的认识能⼒,⽇⼼说⽐地⼼说更先进.4.开普勒否定了古⼈认为天体做匀速圆周运动的观点,他发现了⾏星的运动规律.⼆、开普勒运动定律1.第⾕的观测第⾕（1564—1601）是丹麦的天⽂学家、出⾊的观测家，历时⼆⼗年观测，记录了⾏星、⽉亮、彗星的位置.第⾕本⼈虽然没有描绘出⾏星运动的规律,但他积累的资料为开普勒的研究提供了坚实的基础.2.开普勒对⾏星运动的描述开普勒(1571—1630)是德国的天⽂学家、数学天才.开普勒与第⾕⼀起⼯作了⼗⼋个⽉后,第⾕去世了,开普勒以全部的精⼒整理了第⾕的观测资料,在哥⽩尼学说的基础上⼜迈进了⼀步,于1609年在他的著作《新天⽂学》中提出了著名的三⼤定律中的前两条,⼗年后,⼜提出了第三条定律.教师活动］1.出⽰⾏星运动的挂图.2.放有关⾏星运动的录像.通过放录像,让同学能看到三维的⽴体画⾯,让同学们的感性认识⼜提⾼⼀步.课件展⽰］开普勒⾏星运动的规律开普勒第⼀定律:所有⾏星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的⼀个焦点上.如右图所⽰:说明：该定律⼜叫椭圆轨道定律,⾏星与太阳间的距离⼀直在变.开普勒第⼆定律:对于任意⼀个⾏星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的⾯。