【配套K12】江苏省南京市高中物理 第六章 万有引力与航天 6.1 行星的运动学案(无答案)新人教版必修2

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。

第六章万有引力与航天6.1 行星的运动【学习目标】1）通过天文学家的介绍，能简要阐述地心说和日心说两种不同观点。

能简要说出开普勒行星运动定律的发现过程2）通过阅读课本和相关材料的探索，通过动手作图，初步认识椭圆的特点和属性；能说出开普勒对行星运动的描述和行星运动三大定律的内容；【学习过程】【活动1】整理学习要点：一、地心说：二、日心说：三、天文学家对天体运动进一步研究1、第谷——“星学之王”的长期观察数据：2、德国物理学家开普勒对观察数据的研究：1）开普勒第一定律又称轨道定律：所有行星绕太阳运动的轨道是，太阳位于。

远日点是指__________，近日点是指_________。

不同行星的是不同的，太阳处在。

2）开普勒第二定律又称面积定律：对任意一个行星来说，它与太阳的在相等的时间内扫过。

所以行星在离太阳比较近时，运动速度________。

行星在离太阳较远时，运动速度_________。

推论及表达式3．开普勒第三定律又称周期定律：所有行星的轨道的的三次方跟它的的二次方的比值都。

该定律的数学表达式是：_________。

3、几点说明：1）对于多数大行星来说，它们的运动轨道很接近圆，因此在中学阶段，可以把开普勒定律简化，认为行星绕太阳做。

行星的的三次方跟它的的二次方的比值都相等，即：。

这样做使处理问题的方法大为简化，而得到的结果与行星的实际运动情况相差并不大。

2）开普勒行星运动定律，不仅适用于行星，也适用于其它卫星的运动。

研究行星运动时，开普勒第三定律中的常量k与________有关，研究月球、人造地球卫星运动时，k与____________有关。

【活动2】1、关于行星的运动，以下说法中正确的是：（）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、冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最大3、1970年4月24日我国发射了第一颗人造卫星，其近地点高度为h1，远地点的高度为h2，地球半径为R，则近地点与远地点的运动速率之比为。

第一节行星的运动课堂探究探究一对开普勒定律的进一步认识问题导引如图所示为地球绕太阳运行的示意图，图中椭圆表示地球的公转轨道，A、B、C、D分别表示春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置，试分析说明一年之内秋冬两季比春夏两季要少几天的原因。

提示：地球绕太阳运行时，对于北半球的观察者而言，秋冬季节地球在近日点运动，经过CDA这段曲线；在春夏季节地球经过ABC这段曲线，根据开普勒第二定律，地球在秋冬季节比在春夏季节运动得快一些，时间相应就短一些。

一年之内，春夏两季共184天，秋冬两季只有181天。

名师精讲1．从空间分布认识：行星的轨道都是椭圆的，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上。

因此第一定律又叫椭圆轨道定律，如图所示。

特别提醒(1)各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但是太阳总处在所有轨道的一个共同焦点上，又称焦点定律；(2)不同行星轨道的半长轴是不同的(例如冥王星轨道半长轴的长为水星轨道半长轴的100倍)；(3)行星的椭圆轨道都很接近圆(例如地球绕太阳椭圆轨道半长轴为1.495×102 km，半短轴为1.494 8×102 km)中学阶段在分析处理天体运动问题时，可以将行星轨道作为圆来处理。

这是一种突出主要因素、忽略某些次要因素的理想化方法，是研究物理问题的常用方法。

2．从速度大小认识：如图所示，如果时间间隔相等，即t2－t1＝t4－t3，由开普勒第二定律，面积S A＝S B，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率就越大。

特别提醒 该定律反映出同一行星在远日点速率小于近日点速率，又称为速度定律。

3. 对a 3T 2＝k 的认识：在图中，半长轴是AB 间距的一半，不要认为a 等于太阳到A 点的距离；T 是公转周期，不要误认为是自转周期，如地球的公转周期是一年，不是一天。

特别提醒 (1)高中阶段，如果将行星轨道看作圆，则R 为圆的半径；(2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体，例如，对于任何一个行星的不同卫星来说，它的(r 3T 2＝k )k 值是相同的，也是一个与卫星无关只与被卫星所环绕的行星有关的常量(例如地球的k 值为1.008%)；(3)开普勒研究所依据的资料都是凭肉眼观察的，随着望远镜等精密仪器的出现，发现开普勒定律只是近似的，行星实际的运动情况与开普勒定律有少许的偏离；(4)开普勒定律只阐述了行星的运动规律，而没有说明行星运动的状态变化的“动力学”原因。

第一节行星的运动班级学习小组姓名评价执笔：审核：备课组使用时间：第周一、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.3.会运用开普勒行星运动定律解决有关天体运动的问题。

二、预习作业：见新坐标P1：预习导学三、课堂问题探究：阅读教材第一二自然段1. 思考：古代人们对天体运动存在哪些看法?这些看法的区别是什么？这些看法争论的结果是什么?2.讨论：俗话说“眼见为实”,这种说法是否绝对正确?试举例。

从目前科研结果和我们所掌握的知识来看，“日心说”的观点是否正确?阅读教材第三四自然段，讨论：1．古人认为天体做什么运动? 开普勒为什么要怀疑他的导师第谷的观点?开普勒认为行星做什么样的运动? 开普勒从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? 开普勒第三定律中常量比值k与行星无关,你能猜想出它跟谁有关吗?2.你能应用开普勒第一定律猜想一下对一年四季温度变化的解释吗?你能从开普勒第三定律找出太阳的八大行星运动周期的关系吗？【巩固练习】古代人们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测资料,经过4年的刻苦计算,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.地球公转一周为一年，已知金星与太阳的平均距离是地球与太阳平均距离的0.72倍，那么金星公转一周需要多少年？四、小结：五、作业：1.关于行星运动,以下说法正确的是( )A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大C.水星的半长轴最短,公转周期最大D.冥王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长2.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.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等3．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。