行星的运动（教学设计） （一）教学目标： 1、知识目标：通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；了解开普勒三定律的研究过程，知道三定律的内容。 2、能力目标：通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动规律的描述。 3、教学方法：启发式综合教学法 4、情感目标：使学生在了解地心说和日心说的同时，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也要通过斗争，甚至付出生命代价的。通过物理学史的学习激发学生学科学的热情。 （二）学情分析： 在此之前学生对行星运动的了解，只停留在看电视科普节目、地理课程介绍或阅读科普读物的科普层次上，对行星运动的两种学说和三条规律还很陌生。本节教学主要通过大量的史实向学生介绍行星运动的两种学说的来源，以及它们在矛盾中发展的最后结果。在此基础上，再向学生介绍开普勒三定律及三定律的研究范畴。 （三）教学思路： 1、通过大量历史资料使学生了解人类对力和运动的研究首先是从研究天体运动开始。 2、介绍两种学说——地心说与日心说，了解科学发现的艰辛。 3、最后引入开普勒三定律，使学生知道开普勒三定律的内容及研究范畴。 （四）教学流程：
1导入新课：在远古时期，人类生活中遇到如何测量时间、如何辨别方向等问题，从而引发人们观测太阳、月亮、行星和恒星等天体的运动，创造出了古代的历法，开始了早期的天文学研究。 （1）. 地心说与日心说 ①地心说 浩瀚的天空能引发人们无穷的遐想，古希腊的天文学家和哲学家对天体运动运动的研究鉴于当时的观测条件和认知水平，都只能从最简单的直观现象开始。从太阳、月亮、星星全都由东边升起西边落下，得到直接的感受就是地球应是宇宙的中心。从而构建出一幅简单而完美的群星绕地球做匀速圆周运动的地心说图景，这又恰好符合当时教会的教义，很快就被教会所利用。 地心说的主要观点：地球是宇宙的中心，且静止不动，一切行星围绕地球做圆周运动。 地心说的代表人物是古希腊的科学家和哲学家亚里士多德。 ②日心说 大约在公元前四～三世纪，希腊天文学家阿里斯塔克指出，地球和所有行星都是围绕太阳而转动的，地球还围绕自身的中心轴而旋转。他是人类历史上第一个提出有关太阳系结构的所谓日心说。波兰科学家哥白尼则在1543年出版的《天体运行论》书中，对日心说有了更为具体的论述和论证。 日心说的主要观点：太阳是宇宙的中心，且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。 两种学说的长期斗争，一方面体现了科学旅途的艰辛，另一方面折射出科学家为科学献身的精神。 （2）开普勒三定律
★课题 6.1 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.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。 3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，真是来 之不易的。 (二)过程与方法: 4.体会精确的观察记录在科学研究中的重要地位。 5.对过对开普勒三定律的学习了解天体运动的规律。 (三)情感态度与价值观: 6.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。 7.了解伽利略等科学家为科学献身的精神，学习前人 对问题一丝不苟、孜孜以求的精神。 ★重难点： 掌握天体运动的演变过程; 熟记开普勒三定律. ★课时安排:1课时 ★新课引入：同学们，在前面的学习中我们已经学习了运动学\静力学及动力学的基本知识并且用这些知识研究了地面上物体的运动，现在我们就放开视野,从今天开始我们来研究天空中的运动：天体运动。首先是太阳系行星的运动. 研究天体的运动是从古到今科学研究的永恒主题。关于行星的运动，历史上有两种对立的说法，这是历史上牺牲最大的科学争论。
★新课教学 一、地心说 1、地心说：认为地球是宇宙中心，任何星球都围绕地球旋转。 2、代表人物：托勒密(公元90——168年) 3、存在条件：第一符合人们的日常经验，第二人们多信奉宗教神学，认为地球是宇宙中心。 但: 随着观测精度的不断提高，地心说算出的行星位置偏离观测位置越来越大 二、日心说 1、日心说：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（1473——1543） 3、存在条件：地心说解释天体运动不仅复杂，而且许多问题都不能解释。而用日心说，许多天体运动的问题不但能解决，而且还变得特别简单。 进入高中物理的第一节课就学了参考系的选择,我们知道运动的描述是相对的,从表面上看,两学说只不过是参考系的改变.但大家要注意,这是一两千年前的争论,运动描述的相对性是物理学发展后,一非常现代的科学观点,它们所谓的静止是绝对静止,就像我们还没读书,没学物理时认为地面是绝对静止的,其它物体相对地面的在动叫做运动的物体,地心说的观点就是地球绝对静止,日心说的观点就是太阳绝对静止.现在看来古代的两种学说都不完善，地心说和日心说的共同点：天体的运动都是匀速圆周运动。因为太阳、地球等天体都是运动的(运动是绝对的)，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进,在太阳系中我们认为太阳是静止的 师：“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实.例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的.那么，每
“太阳与行星间的引力”教学设计 【学习内容分析】 在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话，那么，本节内容是从动力学角度来研究行星运动的，研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下，经历一次“发现”万有引力的过程，因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标。 【学情分析】 在学太阳对行星的引力之前，学生已经对力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有已经的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。 【教学目标】 一、知识与技能 1、了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。 2、知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力作用，知道行星绕太阳做匀速圆周运动向心力来源； 3、知道太阳与行星间引力的方向和表达式，知道牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用，领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。 二、过程与方法 1、追寻得出太阳与行星间引力的科学探究过程，认识科学探究中交流和独创的意义； 2、了解物理学的研究方法，认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用； 3、通过思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。 三、情感态度与价值观 1、领略自然界的奇妙与和谐，蕴涵其中的规律之简洁，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦； 2、培育与他人合作的精神，将自己的见解与他人交流的愿望。 【教学重难点】 太阳与行星间的引力的推导思路和过程； 突出教学重难点的方法：引导学生动手参与推导过程，关注学生推导细节并及时交流和反馈，总结推导步骤；教师呈现推导过程要层次分明，突出关键。 【教学资源】 1、教学课件 (PPT文件) 2、行星运动数据 (excel文件)
6.1行星的运动学案 主备人: 【学习目标】： 1.知道地心说和日心说的基本内容 2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。 3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，是来之不易的。 一.学习过程 【问题1】：第一定律说明了行星运动轨迹的形状，那不同的行星太阳运行时椭圆轨道 相同吗? 【问题2】：行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，则行星在远日点的 速率与在近日点的速率谁大？ 【问题3】：公式中 的比例系数k 可能与谁有关？ 二.典题例解 【例1】 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( ) A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.离太阳越近的行星运动周期越长 D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等 【例题2】理论和实践证明，开普勒定律不仅用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式 a 3 / T 2 = k ，下列说法正确的是（ ） A 、公式只适用于轨道是椭圆的运动 B 、式中的K 值，对于所有行星（或卫星）都相等 C 、式中的K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关 k T a 2 3
D 、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离 【例题3】银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8：1，则 (1)它们的轨道半径的比为 ( ) A ．2：1 B ．4：1 C ．8：1 D ．1：4 (2)两行星的公转速度之比为 ( ) A ．1：2 B ．2：1 C ．1：4 D ．4：1 三、当堂练习 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，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 2.开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式K T R 2 3 ，下列说法正确的是 （ ） A ．公式只适用于轨道是椭圆的运动 B.式中的K 值，对于所有行星（或卫星）都相等 C.式中的K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关 D.若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
1行星的运动 一、两种对立的学说 1. 地心说 (1) . 是宇宙的中心，是静止不动的； (2) 太阳、月亮以及其他行星都绕________ 运动； (3) 地心说的代表人物是古希腊科学家________ . 2. 日心说 (1) . _________________________________________________________ 是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做___________________________________________ ； ⑵地球是绕 _______ 旋转的行星；月球是绕__________ 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旋转；
(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象； (4) _________________________ 日心说的代表人物是. 3?局限性 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________ 运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家__________ 的观测数据不符? 二、开普勒行星运动定律 1.第一定律: 所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在上. 2.第二定律: 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 3.第三定 所有行星的轨道的跟它的的比值都相等?其表达式律： a3 为k,其中a是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星 _(填 “有关”或“无关”)的常量? 判断下列说法的正误? (1) 太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动.() (2) 太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.() ⑶太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.() ⑷太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.() ⑸围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.( ) ⑹在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.( )
6.1 行星的运动 （一）教学目标 1、指示目标：了解人类对人类对行星运动规律的认识过程，知道开普勒三大定律 2、能力目标：会利用地球的公转周期与公转半径计算任意一个太阳系行星半径的方法 3、情感、态度、价值观：学习古人在追求真理时候的执着，研究问题的任性，培养学生 健全的人格。 (二)教学过程 ●1、学生阅读书本两分钟，从书上获取信息 提问 1.古代人对天体运动存在哪些看法？ 2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么？ 3.哪种学说统治时间更长？为什么? 板书：一、历史回顾 板书:1、地心说 资料：地心说的起源很早，最初由古希腊学者欧多克斯提出，经亚里士多德完善，又让托勒密进一步发展成为 “地心说”。在16世纪“日心说”创立之前的1000多年中，“地心说”一直占统治地位。亚里士多德的地心说认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，此外空无一物。上帝推动了恒星天层，才带动了所有天层的运动。人类居住的地球，则静静地屹立在宇宙中心。 地球是宇宙的中心。地球是静止不动的， 太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。 统治很长时间的原因： ①符合人们的日常经验； ②符合宗教地球是宇宙的 中心的说法。 托勒密的“地心说”体系 地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。 板书：代表人物：托勒密（90-168） 板书2、日心说 太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳转动。
6.1 行星的运动 导学案 【教学目标】 1．了解人类对行星运动规律中的认识历程。 2．了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用。 3．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，了解开普勒第三定律中k 值的大小只与中心天体有关。 4．体会科学家们实事求是、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，体会对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。 【教学重点】理解开普勒三定律的内容及其简单应用 【教学难点】知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关 【教学过程】 1．地心说与日心说 （1）地心说认为地球是________，太阳月球及其他星体均绕_______运动，它符合人们的直接经验，后经人们观察发现是错误的。代表人物托勒密。 （2）日心说认为太阳是_________，地球和其他星体都绕________运动。代表人物哥白尼。 例题1、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是（ ） A ．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动 B ．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动 C ．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 D ．与日地距离相比，其他恒星离地球十分遥远，比日地间的距离大的多 2．开普勒行星运动定律 （1）开普勒第一定律（简称轨道定律）：所有行星绕 运动的轨道都 是 ，太阳处在椭圆的一个 上。 （2）开普勒第二定律（简称面积定律）：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 。 由此得出，同一行星在椭圆轨道上绕太阳做变速运动时：离太阳越近， 行星运动速率越 ；离太阳越远，行星运动速率越 。近日点速 率 ，远日点速率 。
2010-2011年度下学期 鸡西市第四中学 高一物理必修二 编辑：咸福加 审核： 号码：11 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动 【学习目标】 1、说出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。 自主学习 一、人类认识天体运动的历史 1、“地心说”的内容及代表人物： 2、“日心说”的内容及代表人物： 二、开普勒行星运动定律的内容 开普勒第一定律： 。 开普勒第二定律： 。 开普勒第三定律： 。即：k T a 2 3 在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。 合作探究 开普勒行星运动三定率 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 上． 1：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? 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． 2：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？
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的平方的比值都相等．（如图7．1—l） （投影九大行星轨道图或见教材图） 3：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢? 4：这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值k是 一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗 能力提升 例1关于行星的运动以下说法正确的是（） A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长 B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长 C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长 D．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长 例2已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。则木星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的倍。 例3已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何？
行星的运动 【教学目标】 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。 【教学重难点】 重点：开普勒行星运动定律。 难点：用开普勒定律解决有关天体运动问题。 【教学过程】 对天体运动的认识存在地心说和日心说两种对立的看法，通过人们长期的观察、置疑和刻苦计算，最终发现了开普勒行星运动的三大定律，为人们解决行星的运动问题提供了依据，澄清了以前人们对天体运动神秘、模糊的认识，有力地推动了天体力学的发展。 （一）地心说和日心说 1．在人类研究天体运动的漫长过程中，地心说和日心说是两种对立的观点。由于地心说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。但是用地心说描述天体的运动不仅复杂，而且问题很多，而用日心说确能简单地描述天体的运动，而且更重要的是日心说更为科学，所以日心说最终战胜了地心说。 2．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动。日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 3．必须认识到，每一种学说都是人类认识客观世界过程中阶段性的产物，都有其局限性。今天我们认识的太阳系也只不过是宇宙中的一个小星系，太阳系本身也在宇宙中不停地运动着。 （二）开普勒行星运动的定律 1．开普勒第一定律（轨道定律）：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。 由于行星的椭圆轨道都很接近圆，例如地球绕太阳椭圆轨道的半长轴为1.495×108km，半短轴为1.4948×108km，所以中学阶段在分析和处理天体运动问题时，地球的椭圆轨道作为圆来处理。这是一种突出主要因素，忽略次要因素的理想化方法。理想化方法是研究物理问题常用的方法之一。
教学目的： 1、了解人类对行星运动规律的认识历程 2、了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用 3、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，了解开普勒第三定律 中k值大小只与中心天体有关 4、体会科学家探求真理的态度和科学精神 教学重点、难点 重点：开普勒三大定律内容的学习，并将三大定律的内容拓展到其他行星系统中 难点：准确认识开普勒第三定律 教学过程： 新课引入：前面一章我们学习了圆周运动的相关知识，那么这一章我们将运用我们前面所学的知识来学习万有引力与航天。关于这一章的内容，我们主要学习的是，行星的运动，万有引力定律的内容及其应用，还有人造卫星与宇宙速度。看到这些，有些同学应该有些激动，因为在这一章我们将去认识那些遥远巨大的星球。今天我们就学习这一章的第一节行星的运动。 新课：大家花30秒时间阅读一下本节第一段 …… 提问：古人关于天体的运动存在什么看法？ …… 一种是托勒密的地心说，（ppt演示） 另一种是哥白尼的日心说，（ppt演示） 提问：相比之下谁的学说更加接近事实？ 那么哥白尼的日心说到底是否描述了事实呢？天体的运动是否真的是完美和谐的圆周运动呢？ 既然有同学提出来不是，那么你能不能拿出证据支持你的说法？ …… 下面我们来看这样一张表格，这是地球上四个节气的日期统计表，每个季节的天数是不是一样的？每一年的各个节气是不是发生在同一天？ 如果地球是匀速圆周运动的话，四个季节时间分布应该很均匀。 丹麦科学家第谷就对行星进行了观测记录，大家可以想象一下，在当时那种条件下，做这件事所需要的智慧和执着。最后第谷还没有能完成这项任务，最后交给他的学生开普勒，他挑灯夜战了20年时间，发现并总结得出开普勒行星运动定律。也就是本节课我们重点学习的内容。 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。 我们可以怎样得到一个椭圆呢？ 老师手中现在有一些器材，大家能不能利用这些东西给我画一个椭圆。（请同学操作） 利用所得到的椭圆来指明焦点，半长轴，半短轴，近日点，远日点。 （继续利用ppt演示行星绕太阳运动的状态），大家找找行星运动速度有什么特点？ 这个特点被开普勒隐藏在了开普勒第二定律中，对任意一个行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。（强调）大家看PPT上这三块橘红色的面积，若果他们的面积大小相等，那么行星扫过他们时肯定花了相等的时间。 （太阳系行星运动的演示），大家可以看到中间这些行星的椭圆轨道有一些接近圆轨道。那么我们把这些星球的运动周期，轨道半长轴的数据观测整理出来后，得到一个表格。那么从这些看似混乱的数据中我们可以得到什么呢？首先我们可以看到，月球和同步卫星的数据差
1.2.1 行星的运动
学习目标
核心凝炼
1.了解人类对行星运动规律的认识历程。 2.知道开普勒三定律的内容。 3.能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动 问题。
2 个学说——地心说、日心说 3 个定律——开普勒第一、二、三 定律
一、地心说与日心说 [观图助学]
地心说示意图
日心说示意图
地心说和日心说的内容分别是什么？
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：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
3.局限性：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，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。
[理解概念]
判断下列说法是否正确。
(1)地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动。(×)
(2)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。(×)
(3)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。(×)
二、开普勒行星运动定律
[观图助学]
如图所示，太阳系的八大行星围绕太阳以什么样的轨道运转？其运动有什么规律？
开普勒三定律
定律
内容、公式
图示
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
开普勒第二定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 相等的时间内扫过相等的面积
开普勒第三定律
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 公式：aT32＝k，k 是一个与行星无关的常量
[理解概念] 判断下列说法是否正确。 (1)各颗行星围绕太阳运动的的速率是不变的。(×) (2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(×) (3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(√) (4)可近似认为地球围绕太阳做圆周运动。(√)
对开普勒三定律的理解 [观察探究] (1)如图 1 所示是地球绕太阳公转及四季的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分 日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？
地C?说和口心说之争第七章万有引力与航天 第一节行星的运动 哋心说的观点：地球是宇宙中心，月亮和其他行星绕地球运动。 '口心说的观点：太阳是静止不动的，地球和英他行星都绕太阳运动。 人类对彳亍星运动规律的认识过程是个漫&曲折的过程，真理得來不易。 I.所冇行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位J:椭圆的一个焦点上 开普勒行星运动三定律2?对任何一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。 3 ?所有行星的茅涎的半长轴的三次方与他的公转周期的二次方的比值相等。 物理故事 “地心说”占领统治地位时间较长的原因是由于它比较符合人们的口常经验，如：太阳从东边升起，从西边落下；同时它也符合当时在政治上山统治地位的宗教神学观点. 由于“日心说”最终战胜了“地心说”，虽然“地心说”符合人们的经验，但它述是错误的.进而说明“眼见为实”的说法并非绝对正确.例如：我们乘车时观察到树木在向后运动，而事实上并没有动（相对于地面）. “日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“FI心说” 则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实.例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的?那么，每天的情况就丿应是和同的，而事实上，每天片天的长短不同，冷暖不同.而“H心说”则能说明这种情况：口昼是地球白转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。 从目前科研结果和我们所学握的知识来看，“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个屮心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心, 也不是静止不动的.“FI心说”只是与“地心说”相比更准确一?些罢了。 1 .在古代，人们对于犬体的运动存在看地心说和H心说两种对立的看法。“地心说”认为地球是宇宙的小心，是静1上不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；代表人物是亚里丄多徳和托勒密。“日心说”认为太阳是宇宙的中心，地球以及其他行星都在绕太阳运动。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。 2.开普勒行星运动笫一定律：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。 开普勒行星运动第二定律：对任意一个行星來说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相筹的面积。 开普勒行星运动笫三定律：所冇行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都知识纵横
6.1 行星的运动 【教学目标】 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。 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。 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 【教学课时】 1课时 【教学过程】 一、人类认识天体运动的历史 1、“地心说”的内容及代表人物 2、“日心说”的内容及代表人物 二、开普勒行星运动定律的内容 1、开普勒第一定律 2、开普勒第二定律 3、开普勒第三定律 在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。 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．问3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读第《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． 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．
总课题课题 教 学 目 标 教学 重点 教学 难点 学法 指导 教学 准备 教学 设想 万有引力与航天总课时第11课时 行星的运动课型新授课 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． 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． 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． 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． 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． 自主阅读、合作探究、精讲精练、 图钉和细绳 预习导学→学生初步了解本节内容→合作探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升 教学过程 师生互动补充内容或错题订正 任务一预习导学 （认真阅读教材，独立完成下列问题） 一 .“地心说”和“日心说”之争 1．古人对天体运动存在哪些看法? 2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’? 二、开普勒行量运动定律(做一做 ) 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图所示，把白纸镐在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝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做椭圆的焦点． 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系 ?
附件2：教学设计参考模板
教学过程与方法 学情调查、情境导入 1.开普勒第一定律:_________________________________________________________ 2.开普勒第二定律:__________________________________________________________*X*K] 3.开普勒第三定律:__________________________________________________________ 问题展示、合作探究 一、古代对行星运动规律的认识 请阅读第33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． 二、开普勒行星运动定律 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都 是 ，太阳处在 上． 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 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。行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？ 开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的 的三次方跟 的平方的比值都相等． 说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K 是一 个与行星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K 值不相同。K 与中心天体有关。 达标训练、巩固提升 （A 1）古人认为天体的运动是最完美和谐的 运动，后来 仔细研究了 的观测资料发现，所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 ________位置上。 （A 2）下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( ) A 、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 B 、行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 C 、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比 D 、冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长 （A 3）.理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式K T R 23 ，下列说法正确的是（ ） A 、公式只适用于轨道是椭圆的运动
行星的运动导学案 一、导入 【学习目标】 （1）了解地心说和日心说。 （2）知道开普勒行星三大运动定律的内容。 （3）理解开普勒行星运动定律内容，能用定律解决相关问题。 重点：开普勒行星三大运动定律 难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用 二．自学质疑 （一）“地心说”和“日心说”之争 学生阅读教材第一段，完成下列问题 ○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” （二）、开普勒行星运动三大定律 学生阅读教材完成下列问题思考 ○1古人认为天体做什么运动 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系 【思考】：如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，行星在远日点和近日点的速率哪一点大从近日点到远日点速度大小如何变化从远日点到近日点呢 这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值k是一个与 行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗 2.已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向 心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何
说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K 是一个与卫星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K 值不相同。K 与中心天体有关。 【 自学检测】 1.下列说法正确的是 ( ) A ．地球是宇宙的中心，是静止不动的 B ．太阳是宇宙的中心，是静止不动的 C ．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的 D ．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转 2.关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是 ( ) A ．太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点 B ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 C ．行星在近日点的速率大于远日点的速率 D ．离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长 3. 关于公式a 3 T 2＝k ，下列理解正确的是( ) A ．k 是一个与行星无关的量 B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a 月，周期为T 月，则a 3地T 2地＝a 3 月T 2月 C ．T 表示行星运动的自转周期 D ．T 表示行星运动的公转周期 4.关于大阳“八大”行星的运动，以下说法正确的是 ( ) A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大 C ．水星的半长轴最短，公转周期最大 D ．海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长 探究二:开普勒三大定律的应用 问题1：为了便于研究行星的运动规律，我们该怎样理想化处理行星的轨道 问题2：把太阳系中各行星的运动近似看做匀速圆周运动，随各行星轨道半径的增大，其线速度，角速度，周期，向心加速度大小呈现怎样的变化规律 问题3：对于绕行星公转的卫星，是否也满足开普勒三大定律呢 【针对训练】 （1）关于开普勒第三定律的公式a 3/T 2=K ，下列说法正确的是( ) A ．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星 B ．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星) C ．式中的k 值，对所有行星(或卫星)都相等 D ．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k 值不同 (2 ) 关于行星的运动以下说法正确的是（ ）
6.1 《行星的运动》学案 【课标要求】 1.知道地心说和日心说的基本内容。 2.知道行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 3.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。 4.了解人类对行星的认识过程是漫长且复杂的，真理来之不易。 【重点难点】开普勒三大定律且应用 【课前预习】1、“地心说”的观点： 。代表人物是 。 2、“日心说”的观点： 。代表人物 是 。 3、开普勒第一定律： 。 4、开普勒第二定律： 。 5、开普勒第三定律： 。公式 是 。 6、公式k T a 23 中的比例系数k 与 有关。 [探究与生成] [问题1] 古代对行星运动规律的认识 [教师点拨] 对天体的运动，历史上有过“地心说”和“日心说”两种对立的认识。发生过激烈的斗争。 1、地心说 由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心说。 其代表人物是古希腊的托勒密．“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 波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出“日心说”（《天体运行论》）：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。” 实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。…… 例1．16世纪,哥白尼经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个基本论点目前看不存在缺陷的是( ) A.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 B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动 C.天体不转动,因为地球每天自西向东转一周,造成天体每天东升西落的现象
第六章万有引力与航天 第一节行星的运动 陕西省洛南中学高一物理马英锋 教学目标： 知识与技能： 1、了解地心说和日心说的基本观点和代表人物； 2、理解开普勒行星运动三大定律的基本内容； 3、学会利用开普勒行星运动定律解决相关物理问题。 过程与方法： 1、通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒对行星运动规律的不同认识，了解人类对行星运动规律的不断深入的理解和研究。 2、通过对学生自主探究和合作讨论理解行星运动的基本规律和高中物理处理行星运动的模型。 情感态度与价值观： 1、体会科学家探索天体运动的过程，培养学生实事求是的科学态度。 2、由第谷和开普勒的探索和分析过程，建立科学严谨的实验态度和科学有效的实验方法。 教学重点： 开普勒行星运动三大定律。 教学难点： 对开普勒行星运动定律的理解和应用。 新课引入： 一、人类对行星运动规律的认识 多媒体展示图片：展示漫天繁星的天空图片，将学生引入到行星运动规律的认识当中。 学生自主阅读教材第33页，回答相关问题，了解地心说和日心说的基本理论、其代表人物以及局限性。 1．托勒密所代表的观点是什么？他的观点的局限性体现在哪？ “地心说”和“日心说”都认为天体的运动是最完美的、最和谐的匀速圆周运动。然而开普勒对第谷的数据进行处理和分析，对“地心说”和“日心说”提出了质疑，并且发现了新的规律，这就是开普勒行星运动的三大定律。
2005 3/21 6/21 9/23 12/21 2006 3/21 6/21 9/23 12/21 周运动，经过分析地球绕着太阳的轨道是椭圆轨道。 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。 利用flash 动画展示太阳系中八大行星的运动轨道，启发学生思考图片隐 含的信息。 提示：不同的行星绕太阳的椭圆轨道是不同的。 2、开普勒对第谷的大量的观察数据分析得到了开普勒第二定律。 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。 利用圆周运动线速度的定义来比较近日点的速度和远日点的速度。 提示：近日点的速度大于远日点的速度。 3、给出四种天体运动轨道的半长轴和周期，计算半长轴的立方与周期的平方的比值。然后根据结果分析得出自己的结论。 天体 半长轴610km 周期（天） 32()m k s 水星 57.91 87.97 183.3610? 金星 108.2 225 183.3610? 月球 0.3844 27.3 131.0210? 同步卫星 0.0424 1 131.0210? 周期的二次方的比值都相等。 提示：这个比值的大小只和中心天体的质量有关。 三、行星运动的处理方法： 学生仔细观察教材P33页的图片，用直尺测量一下海王星和天王星在轨道 天体 右点距离（cm ） 右点距离（cm ） 右点距离（cm ） 右点距离（cm ） 海王星 2.50 2.50 2.50 2.53 天王星 1.70 1.60 1.50 1.55 近圆周。因此，我们在高中物理中可以近似的用圆周轨道来描述行星运动的规律。我们可以将开普勒三大定律改写一下。