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万有引力与宇宙航行（答案在最后）1．行星的运动知识结构导图核心素养目标物理观念：行星的运行轨道及运行规律．科学思维：用圆周运动规律近似处理行星的椭圆运动．科学探究：归纳总结开普勒定律的科学认知过程．科学态度与责任：开普勒定律在分析实际问题中的应用．知识点一地心说与日心说阅读教材第44页第1自然段．1．地心说：______是宇宙的中心，是______的，太阳、月球以及其他星体都绕______运动．2．日心说：________是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动．．局限性：都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，要短．知识点二开普勒定律阅读教材第44～45页“定律内容开普勒第一定律所有________运动的轨道都是__________________________开普勒第二定律对________说，它与太阳的连线在________开普勒都相同的常量假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运()(2)与日、地距离相比，恒星离地球都十分遥远．(3)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的．(4)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．(5)行星轨道的半长轴越长，行星的公转周期越大．(6)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．要点一古代对行星运动规律的认知1．地心说：(1)内容：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)代表人物：托勒密．2．日心说：(1)内容：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．(2)代表人物：哥白尼．3．两种学说的局限性：它们都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符．两种学说的代表人物点睛：日心说能解释许多地心说不能解释的自然现象，实际上在银河系中太阳不是静止不动的，太阳也不是宇宙中心，日心说也不是完全正确的．【例1】下列说法正确的是()A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说比地心说完美，因此哥白尼的日心说完全正确练1关于地心说和日心说，下列说法正确的是()A．地心说的参考系是太阳B．日心说的参考系是太阳C．地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D．日心说是由爱因斯坦提出来的要点二开普勒行星运动规律探究点1如图，a、b分别是远日点和近日点，试根据开普勒第二定律分析行星在近日点和远日点附近运动时速度哪个较大，哪个较小？探究点2开普勒第三定律中的k值与什么有关？1.第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．AB间距的一半，与行星无关，只与太阳有关．的含义的理解是由中心天体决定的，中心天体不同则是由中心天体太阳决定的；月球围绕地球是由中心天体地球决定的，而这两个常量是不同的．气象卫星绕地球运动时，常数k只与地球质量有关题型一对开普勒第一定律的理解【例2】下列说法正确的是(A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向C．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直．太阳是静止不动的只要对开普勒第一定律理解透彻了，开普勒第二定律的应用如图所示，“嫦娥三号”绕月球沿椭圆轨道运行，绕、B分别为近月点和远月点，距离相等的点，则下列说法正确的是点到B点运行速率逐渐增大点到B点运行速率逐渐减小点到C点的运行时间等于四分之一周点到C点的运行时间小于四分之一周应用开普勒第三定律解题的思路①判断两个行星的中心天体是否相同，体开普勒第三定律才成立；②明确题中给出的周期关系或半径关系；③根据开普勒第三定律列式求解．如果将椭圆道近似按圆道处理，那么开普勒第三定律中椭圆的半长轴即近似为圆的半径．开普勒第三定律的应用为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆；C为绕地球沿圆周运动的卫星，T C.下列说法或关系式中正确的是卫星轨道的一个焦点上，运动的速度大小均不变，该比值的大小仅与地球有关某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，半径为月球绕地球运转半径的19，设月球绕地球运动的周期为天，则此卫星的运转周期大约是()C．1天D练3“北斗”卫星定位系统由地球静止轨道卫星卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成，地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的做一做用图钉和细绳画椭圆(教材P45)绘制椭圆可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆．如图，把白纸铺在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点．保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？提示：椭圆越来越接近圆形，焦点重合时半长轴和半短轴相等，成为圆的半径.1．(多选)下列选项中，属于“日心说”很快得到传播的原因的是()A．如果以地球为中心来研究天体的运动，有很多无法解决的问题B．如果以太阳为中心，可以解决许多问题，并且描述行星的运动也变得简单了C．人们观测到地球确实是围绕太阳运转的D．人们理解了太阳东升西落的现象是由地球自转引起的2．如图所示，海王星绕太阳在椭圆轨道上运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，海王星运行的的运动过程中()所用时间等于T04所用时间等于T04速率逐渐减小所用时间等于T02．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星其轨道半径约为地球半径的16倍，另一地球卫星与Q的周期之比约为．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太下列反映周期与轨道半径关系的图像中．国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：水星金星地球火星木星土星天王杂，不便于描述和研究，地球和太阳都不是宇宙的中心，故C 正确．【答案】C练1解析：地心说认为太阳及其他星体围绕地球运动，参考系为地球，A错误；哥白尼提出了日心说，日心说认为一切天体都绕太阳运动，参考系为太阳，B正确，D错误；地心说的提出是因为古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，因此他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的星体都绕地球运行．天主教教会认为地心说是世界观的“正统理论”．而日心说是在足够的天文观测的数据基础上，由哥白尼提出的，符合科学研究的结果，而不是臆想出来的，是科学的一大进步，故两者不具有等同的价值，C错误．答案：B要点二探究点1提示：根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，就可判断行星在近日点附近运动时速度较大而在远日点附近运动时速度较小．探究点2提示：k值是由中心天体本身决定的常量，也就是说，在中心天体不同的系统里k值是不同的，在中心天体相同的系统里k值是相同的．【例2】【解析】太阳系中八大行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个共同焦点上，故A正确；行星的运动轨迹为椭圆，即行星做曲线运动，速度方向沿轨道的切线方向，故B正确；椭圆上某点的切线并不一定垂直于此点与焦点的连线，故C错误；太阳并非静止，它围绕银河系的中心不断转动，故D错误．【答案】AB【例3】【解析】根据开普勒第二定律可知，“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐减小，选项A错误，B正确；“嫦娥三号”从A点到C点运行的平均速率大于从C点到B点运行的平均速率，可知从A点到C点运行时间小于四分之一周期，选项C错误，D正确．【答案】BD【例4】【解析】由开普勒第一定律可知，选项A正确；由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变。
教学准备
1. 教学目标
【教学目标】
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；
3．知道天体运动的近似处理方法。
二、能力目标
1．培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法；
2．通过学习，培养学生善于观察、善于思考和提高实际应用的能力；
3．通过体验性活动提高学生实践的意识。
三、德育目标
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，建立科学的宇宙观和价值观；
2．激发学生热爱科学、探索真理的求知热情；
3．培养学生交流合作以及评价探究结果的素养。
2. 教学重点/难点
【教学重点】
1．“日心说”的建立过程。
2．行星运动的规律。
【教学难点】
1．学生对天体运动缺乏感性认识。
2．开普勒行星运动规律的应用。
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
课堂小结
【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举R3/T2=K(K是与行星无关的量)。
3．大行星绕太阳的运动可近似看做匀速圆周运动。
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。
高中物理行星的运动教案精选2篇行星运动的高中物理必修二的一课内容，下面职场为你了高中物理必修二教案行星运动，希望对你有帮助。
物理必修二教案行星运动【教学目标】1、了解人类探索宇宙奥秘的发展简史，增强求知欲;2、理解开普勒三个定律的内容和意义，会分析行星运动的基本特点;3、理解开普勒第三定律椭圆运动规律到圆运动规律的转换;4、培养学生尊重事实，善于观察，善于思考，善于动手的思想和能力，建立科学的宇宙观。
物理必修二教案行星运动【学情分析】1 、学生已有的知识结构和能力。
从学生已经具有的知识基础来看，学生在学习本节课之前，可能只是通过小学的科学课、报刊、___、电视等方式对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造内容的了解应该是非常琐碎的，无系统的天体运动研究历史方面的知识，但对天体的运动学习应该具有很大的好奇心和浓厚的兴趣。
2 、学生认知能力上的欠缺。
从学生的认知能力看，由于行星运动抽象、无法感知，学生在理解行星的运动规律上会存在障碍，同时椭圆在数学上还未接触过，也会给学生造成困惑。
物理必修二教案行星运动【重点难点】1、理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动2、对开普勒行星定律的理解和应用。
物理必修二教案行星运动【教学过程】活动1【讲授】新课教学引入新课：自人类诞生之日起，我们就对这茫茫宇宙充满了好奇，希望探索宇宙的奥秘。
我国古代产生了很多与此有关的美丽神话传说，比如关于宇宙的—— ___开天地。
科学技术发展到今天，科学家对宇宙万物有了一定的认识。
现在，我们知道，宇宙是这样产生的——宇宙大 ___。
本节我们就共同来学习前人所探索到的行星的运动情况。
进行新课：一、古人对天体运动的看法及发展过程在古代，人们对于天体的运动存在着两种对立的看法，被称为“地心说”和“日心说”(教师介绍相关物理学史)。
1、“地心说”：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”：太阳是宇宙的中心，地球、月亮以及其他行星都在绕太阳运动。
第1课时 7.1 行星的运动 ] 3、了解开普勒定律中的k 值的大小只与中心天体有关。
[过程与方法] 通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的研究过程，了解观察在认识行星运动规律中的作用，了解人类认识事物本质的曲折过程。
[情感、态度与价值观] 体会科学家实事就是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神。
体会人类对自然界和谐的追求是科学研究的动力之一。
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．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习． 教学难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识． [创设情景，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。
[合作交流，探究新知] 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．问3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读第64页《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处．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筒单了．“日心说”代表人物：哥白尼，“日心说”能更完美地解释天体的运动．【例1】下列说法正确的是( )A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B、太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D、“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的解析；“地心说”是错误的，所以A不正确．太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，所以，B、C不正确，从现在的观点看地心说和日心说都是错误的，都是有其时代局限性的。
《行星的运动》教学设计一、教学设计思路以人民教育出版社全日制普通高级中学教科书《物理》必修2第六章第一节“行星的运动”为教学内容，在前期分析的基础上，制定教学目标，设计学习环境和教学策略，进行教学设计。
“翻转课堂”是学生在课后完成知识的学习，而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的教育效果。
本节课的设计思路采用“翻转课堂”让学生经历行星运动规律的发展历程。
二、前期分析《行星的运动》对万有引力与航天的教学起着引领性的作用，同时又为本章的重点内容万有引力定律的学习起一个铺垫性的作用。
本节内容的突出特点是：知识容量较少，但包含的科学史料十分丰富。
本节课的教学设计应立足对学生进行科学精神、科学思想方法的教育。
让学生在科学家关于天体运动问题的研究历史中，感悟科学家求真、求简的科学思想方法和科学精神。
同时学生对天体运动的研究缺乏观察的条件，对天体运动的真实认识，不太会超出托勒密的水平；另外学生对有关科学家的事例略知一二，对科学家的发现、发明、创造性内容的了解还不够系统和准确。
因此通过自主学习任务单的方式课前让学生进行自主学习、小组合作学习，完成任务单的任务，遇到困难或疑问主动提出来。
在课堂教学中，首先交流自主学习、合作学习的成果，然后根据同学们提出的问题，选择有代表性的问题分析讨论，然后教师归纳出人类认识天体运动大致的历史过程，最后让学生结合学习的认识历程从情感与价值观的角度交流感想。
教学重点开普勒三定律教学难点感悟科学家求真、求简的科学方法和精神三、教学目标（一）知识与技能1.了解人类对行星运动规律的认识历程2.知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法3.知道如何画椭圆及椭圆的特征4.知道开普勒行星运动定律，知道开普勒行星运动定律的科学价值（二）过程与方法1.经历行星运动规律的认识过程，体会科学家们的研究方法、科学态度和科学精神2.经历人类对行星运动规律探索的艰难历程，感悟人类对自然的认识是不断深入的过程（三）情感态度与价值观1.通过对行星运动规律认识历程谈感想，树立正确的科学观四、教学过程（一）创设视频情境，引入课题播放视频：《星际穿越》片花对视频中的剧情做简单介绍，总结人类对宇宙的认识已经取得了很大的突破，人类成功登上的月球，探测器已经登录火星。
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思1. 教学目标本次教学的目标是让学生能够：1.理解行星的运动轨迹和规律。
2.掌握行星加速度的计算方法。
3.熟悉行星的运动模拟实验过程，能够正确分析实验数据。
4.了解行星运动与宇宙物理学的关系。
2. 教学重难点教学重点：1.行星的运动轨迹和规律。
2.行星的加速度的计算方法。
教学难点：1.行星运动的三大运动定律如何应用。
2.通过模拟实验计算出行星的加速度值。
3. 教学内容3.1 行星的运动轨迹和规律行星运动的规律是由开普勒三定律给出的，行星按照椭圆轨道绕太阳公转。
具体而言，第一定律是说行星的轨道为椭圆，太阳在椭圆两个焦点中间一个。
第二定律是说，当行星接近太阳的时候，行星的速度会加快，离太阳越远的时候，行星的速度会减慢。
第三定律是说，行星公转的周期的平方与行星到太阳距离的立方成正比。
3.2 行星加速度的计算方法行星的加速度包含两个部分，一是因为行星距离太阳的距离不同，另一个是因为行星速度不同。
因此，可以通过计算太阳引力对行星的作用和行星向心力的大小来计算行星的加速度。
具体而言，行星到太阳的距离为r，行星的轨道速度为v，太阳对行星的引力大小为F，那么行星的加速度为$a=\\frac{F}{m}=\\frac{GM}{r^2}$，其中G为万有引力常数，M为太阳质量。
4. 教学步骤4.1 模拟实验通过模拟实验的方式让学生直观感受行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.将学生分成小组，每个小组选出一名组长，负责掌握实验流程和数据采集。
2.教师介绍实验流程，让学生了解实验目的和结果。
3.小组成员们进行数据采集，记录行星的轨迹和速度数据，并进行数据处理和分析。
4.组长将小组实验结果展示给整个班级，让学生互相交流和讨论。
4.2 讲解理论知识基于模拟实验结果，讲解相关理论知识，包括行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.介绍行星运动的三大定律，并让学生理解应用方式。
2.讲解计算行星加速度的方法，强调引力和向心力的作用。
高中物理必修2《行星的运动》教案【教材解析】本节课是高中物理必修二中的第三章第四节，主要讲述了行星的运动，涉及到的知识点有行星运动的规律、行星的运动速度、行星的周日运动、行星的自转和公转。
【教学目标】知识与技能：1.掌握行星运动的基本规律；2.了解行星的运动速度；3.理解行星的周日运动；4.了解行星的自转和公转。
过程与方法：1.发现问题、探究问题；2.归纳总结、直观演示；3.实验探究、讨论求证。
情感态度与价值观：1.增强对科学知识的兴趣和探究精神；2.培养科学研究思维，提高科学素养；3.重视和尊重科学常识，保持科学态度。
【教学重点、难点】1.行星运动规律的掌握；2.行星的周日运动；3.行星的自转和公转。
【教学过程】一、导入（5分钟）1. 通过投影仪放一幅宇宙图，引导同学们进入今天的主题——“行星的运动”。
2. 引导同学回顾我们在初中学过的星、星系、星云的概念，然后根据投影仪上的宇宙图请同学们说说看看，现在有哪些星球？3. 鼓励同学们做一组题目，看看能否辨别是哪个星球（课前预告）？题目：现在有一张太阳系内六个行星的图片，请看图片判断六颗星分别是哪六颗行星。
二、理论分析（30分钟）1. 行星运动的规律1.1. 引导同学们看一个PPT，以“ 圆圆的天空中，我在思考，为什么行星总是在夜空中组成一串亮丽的珠子，而且它们动起来都有规律呢？”为导语，简述行星的运动规律。
1.2. 通过观察、思考、探究，得出结论：行星的运动是沿椭圆轨道运动，且规律性很高。
同时，引导学生了解如何解释、理解椭圆、轨道、轴线、轨道长轴、质心等等名词。
2. 行星运动中的速度由于万有引力的作用，行星在运动过程中始终是有速度的。
我们常常看到一颗星闪烁，这是因为行星的速度与我们观测角度迥异，形成视觉上的闪烁。
行星运动的速度大小主要与万有引力的大小、行星的质量以及行星距离太阳的距离这三者有关。
3. 行星的周日运动行星运动是绕太阳公转，而公转周期以及行星距离太阳的距离决定了行星的年龄，即公转周期越短，行星距离太阳越近，行星年龄就越小。
第一节行星的运动教学目标：〔一〕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，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．4、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．〔二〕过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、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．〔三〕情感、态度与价值观1．澄清对天体运动裨秘、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：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习．教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用.教学方法：讲授法教学过程：〔一〕引入新课宇宙中有无数大小不同，形态各异的天体，由这些天体组成的神秘的宇宙始终是人们渴望了解的领域，人们认识天体运动围绕“天体怎样运动？〞和“天体为什么这样运动？〞两个基本问题进行了长期的探索研究，提出了很多观点。
通过本节的学习，我们应了解这些观点，知道行星如何运动。
〔二〕新课教学一、行星运动的两种学说1、地心说地心说的代表人物是亚里士多德和托勒玫。
他们从人们的日常经验〔太阳从东边升起，西边落下〕提出地心说，认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，所有行星围绕地球作圆周运动。
地心说比较符合当时人们的经验和某某神学的思想，成为神学的信条，被人们信奉了一千多年，但它所描述的天体运动，不仅复杂而且以此为依据所得的历法与实际差异很大。
2、日心说日心说的代表人物是哥白尼，他在《天体运行论》一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。
认为太阳是静止不动的，地球和其他行星围绕太阳运动。
把地球从天体运动的中心位置移到了一个普通的行星的位置。
行星的运动【教学目的】知识目标：了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程；知道开普勒对行星运动的描述。
能力目标：培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法。
德育目标：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；激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。
【教学重点】“日心说”的建立过程和行星运动的规律【教学难点】学生对天体运动缺乏感性认识；开普勒如何确定行星运动规律的【教学仪器】【教学方法】启发式综合教学法【教学过程】引入：提问：在远古时代，为了耕种与收获，人们需要提前知道季节的更替，旱季或雨季的来临。
当时没有现在这样先进的仪器，人们是凭什么来判断的呢？在人们学会利用指南针来指引方向以前，航行时又是凭什么来判断方向？为了解决这些问题，人类通过对天体——太阳、月亮、行星和恒星的观察，找到了解决问题的办法，人类就这样开始了对天体的位置和运动的研究。
新课教学展示教学目标一、行星的运动的两种学说在古老的宇宙观中，人们把天看成是一个盖子，地是一块平板，平板就由柱子支撑着。
在公元前四到三世纪，对于天体的运动，希腊人有两种不同的看法，请看影片。
[播放影片]提问：天体的运动，古希腊人有哪两种不同的认识？1．地心说地心说的内容是：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做简单的完美的圆周运动。
地心说最早是欧多克斯在公元前三世纪提出，他从几何的角度解释天体的运动，把天上复杂的周期现象，分解为若干个简单的周期运动；他又给每一种简单的周期运动指定一个圆周轨道，或者是一个球形的壳层，他认为天体都在以地球为中心的圆周上做匀速圆周运动，并且用二十七个球层来解释天体的运动，到了亚里士多德时，又将球层增加到五十六个。
地心说的代表人物是古希腊的天文学家托勒密，他在公元127-151年进行观测，进一步发展了地心说。
托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。
他的假设较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。
2．日心说日心说的内容：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。
日心说最早由阿利斯塔克（公元前四世纪到三世纪）在公元前260年提出，他认为地球每天在自己的轴上自转，每年沿圆周轨道饶日一周，太阳是不动的，是宇宙中心，而地球等行星则以太阳为中心沿圆周运动。
但阿利斯塔克的见解当时没有人表示理解或接受，因为这与人们肉眼看到的表观景象不同。
1535年，波兰科学家哥白尼用“四个九年的时间”完成了长达六卷的科学巨著《天体运行论》，对日心说有更具体的论述和数学论证。
此书的出版是科学史上的一次革命，被誉为是“自然科学的独立宣言”。
3．两种学说的斗争我们看到，从公元前三世纪地心说的提出到16世纪哥白尼对日心说做出数学论证，地心说统治了人们的思想长达一千五百多年。
托勒密的天体模型之所以能够流行千年，是有它的优点和历史原因的。
它的主要特点是：A．绕着某一中心的匀角速运动，符合当时占主导思想的柏拉图的假设，也适合于亚里士多德的物理学，易于被接受。
B．用几种圆周轨道不同的组合预言了行星的运动位置，与实际相差很小，相比以前的体系有所改进，还能解释行星的亮度变化。
C．地球不动的说法，对当时人们的生活是令人安慰的假设，也符合基督教信仰。
在当时的历史条件下，托勒密提出的行星体系学说，是具有进步意义的。
A．首先，它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体。
B．其次，从恒星天体上区分出行星和日月是离我们较近的一群天体，这是把太阳系从众星中识别出来的关键性一步。
由于观测技术的进步，随着对行星的研究的加深，人们感到地心说对天体运动的解释过于复杂和人为化，而日心说对行星的运动的解释更为合理简单。
但日心说危及教会的思想统治。
到哥白尼的年代，当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期，亚里士多德－托勒密的地球中心说早已被基督教会改造成为基督教义的支柱。
罗马教廷后来对公开支持日心说的科学家加以迫害，并于公元1616年把《天体运行论》列为禁书。
然而经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作，哥白尼的学说不断获得胜利和发展。
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。
近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。
第谷连续20年对750颗左右恒星进行观察并有准确记录。
二、开普勒定律虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说，但仍然认为其他行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。
1601年，第谷临终前将自己观测并准确记录的资料、数据、图表全部交给了开普勒，希望他能完成天文观测和研究事业。
1．开普勒第一定律开普勒用很长的时间对第谷遗留下来的观测资料进行分析。
由于火星的数据最多，他将火星选为行星绕日运动的突破口。
起先他仍按传统观念，认为行星作匀速圆周运动。
但是经过反复推算发现，对火星来说，无论按哥白尼的方法，还是按托勒密或第谷的方法，都不能算出同第谷的观测相合的结果。
理论计算跟测量所得的误差最大只有8´。
提问：如果同学们在做实验的时候，碰到这样的情况会怎么处理呢？开普勒没有放过这8´的误差，他坚信观测的结果。
于是他想到，火星可能不是作匀速圆周运动的。
他改用各种不同的几何曲线来表示火星的运动轨迹，终于发现了开普勒第一定律：所有的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。
这个发现把哥白尼学说向前推进了一大步。
用开普勒本人的话说：“就凭这8´差异，引起了天文学的全部革新！”2．开普勒第二定律接着他又发现，虽然火星运行的速度是不均匀的(最快时是在近日点,最慢时在远日点)，但是,从任何一点开始，在单位时间内，向径扫过的面积却是不变的。
这样,就得出了关于行星运动的第二条定律:“行星的向径，在相等时间内扫过相等的面积。
”这两条定律，刊布于1609年出版的《新天文学》一书内。
书中又指出，这两条定律也适用于其他行星和月球的运动。
3．开普勒第三定律开普勒不满足已经取得的成就，他从第二定律看出，行星运动速度与行星距太阳远近有关，联想到行星运动周期也应与行星到太阳的距离有关。
1612年左右，开普勒最心爱的小女儿夭折，他的夫人去世，他的靠山和恩人鲁道夫二世被迫退位不久也辞世。
家破人亡，靠山倒台，开普勒的境遇十分艰难，但他并未因此而放弃研究。
他继续对着第谷留下的那一堆数字去动脑子，去探索各行星轨道之间的几何关系。
行星是在作着椭圆运动，但是它们绕太阳一周到底要多少时间，为什么有的快，有的慢呢？这茫茫宇宙是无法丈量的。
开普勒想出了一个妙法，他将人们最熟悉的地球到太阳间的距离R定为1，地球绕太阳的公转周期T是1年，以此为标准再换算其他行星的周期和距离，便得到这么一堆数字：他们之间到底有什么联系？开普勒看来看去，这些数字四散在桌子上，它们之间就像桌上的蜡烛与天花板上的尘土一般，看不出一点的联系。
但是开普勒坚信宇宙是一个和谐的整体。
他认为世间一切物体都有一定的和谐的数量关系。
于是他将这一堆数字互加、互减、互乘、互除、自乘、自除，翻来倒去，想碰碰能否发现它们之间的规律。
这样变了一阵魔方，但终究还是乱麻一团。
经过长期繁复的计算和无数次失败，终于有一天，开普勒得到了这样几行数字：我们可以看出最后两列数字一模一样！开普勒做了那么多加减乘除之后，终于碰着了天体上的一个电钮，漆黑的宇宙在他的眼前忽然大放异彩！开普勒终于发现了关于行星运动的第三条定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等。
这一结果发表在1619年出版的《宇宙谐和论》中。
这是一个天文史上极伟大的发现，它说明太阳与其他行星决不是一室乌合之众，而是一个极严密的系统——太阳系。
这个关系从文字表述来看非常拗口，开普勒利用简明的数学关系式把它表示出来。
他是第一个以数学公式来表达物理定律并获得成功的科学家。
例题：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。
4．开普勒定律的重大意义：A．开普勒定律以极简明的结论代替了庞大复杂的系统，使得计算行星的轨道半径和它们的位置工作大大简化。
B．行星运动三定律的发现为经典天文学奠定了基石，并导致了数十年后万有引力定律的发现。
5．开普勒关于天文学研究方法的特点：请同学们讨论：你认为开普勒关于天文学的研究方法的特点有哪些？A．尊重观察到的事实B．用几何和代数的语言即以数学公式来表达物理定律并获得成功（开普勒定律的表述是在科学史上物理定律应用于物体运动的第一个例子，也是运动物体动力学和数学紧密联系的第一个例子。
自从开普勒的时代起，方程就作为物理定律的数学表示式自然地发展起来）C．把可观察的实验现象作为出发点，从事实本身去寻求运动原因（这是近代物理学的主要特征之一）三、小结和巩固练习小结：请同学们归纳，今本这一节课学习了哪些内容？本节学习了托勒密的地心说、哥白尼的日心说、开普勒第一定律与开普勒第二定律、开普勒定律的重大意义。
为了便于记忆开这三条重要的定律，有一首打油诗：第一定律画椭圆第二定律限面积周期半径归第三天上从此再不乱练习一：古代把天体的运动看得都很神圣，认为天体的运动必然是完美、和谐的运动，后来仔细研究了第谷的观察材料，经过4年多的刻苦计算，最后终于发现：所有的行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在位置上，所有行星轨道的跟的比值都相等.练习二：行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，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.只与恒星的质量有关B.与恒星的质量及行星的质量有关C.只与行星的质量有关D.与恒星的质量及行星的速度有关练习三：在太阳系中，有九大行星绕太阳运行，按照距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运行一周所用时间最长的是，运行角速度最大的是。
练习四：九大行星绕太阳运动的轨迹可粗略地认为是圆，已知海王星的公转轨道半径是地球的公转轨道半径的30倍，则海王星绕太阳转动的周期约为。
练习五：如果把月亮和同步卫星的绕地运动近似为匀速圆周运动，已知月亮的轨道半径约为R1，地球的半径约为R0，月亮的公转周期约为30天，同步卫星的公转周期为一天。
同步卫星的距地面有多高？。
