高中物理第三章1天体运动教案3教科版必修2

1 3.1 天体运动

教学过程：

一、新课引入

二、新课教学

[提问] 在宇宙中像地球这样的行星大约有上亿颗，要想探索宇宙奥秘，寻找智慧生命，首先要对行星的运动有所了解．你对宇宙中行星的运动特点有哪些认识呢？

1．“地心说”

“地心说” 认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球运动，托勒密更是根据前人的观点结合自己的观测记录提出一套以自己名字命名的宇宙体系．“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．

但后来随着观测技术的发展，“地心说” 对行星运动过程中出现的忽快忽慢及行星逆转等现象都不能做出合理的解释，人们开始怀疑“地心说” 的正确性．

2．“日心说”

“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．

哥白尼根据自己的观测记录，提出太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星都在绕着太阳运动．哥白尼在病床上将自己的《天体运行论》发表．

3．第谷

第谷在“观天堡” 工作 20 余年，在天文学方面取得一系列成就，尤其是在天文观测方面，第谷去世后他的观测数据留给了他的助手开普勒．

4．开普勒三定律

（1）开普勒第一定律

[讲解] 开普勒在运用第谷的观测数据对哥白尼的“日心说” 进行验证时发现火星的轨道存在偏差．

[提问] 是什么原因造成了偏差呢？

[学生讨论]

1．计算错误；

2．第谷的观测数据出现了问题；

3．哥白尼的日心说存在不完善之处．

[分析] 开普勒进行了 70 余次反复计算，排除了第一种可能，他相信第谷观测数据的科学性，大胆提出是日心说存在不完善的地方，经过对行星运动轨道的修正，得出开普勒第一定律．

开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上．

2 [学生活动] 体验行星绕着太阳运动的轨迹．利用笔、纸、图钉和绳子画出椭圆，并对椭圆的焦点与半长轴进行讲解．

（2）开普勒第二定律

[讲解] 开普勒在对行星绕太阳运动的数据进行分析时，发现离太阳越近运动得越快，反之则越慢．

通过对行星运动数据的推导，开普勒发现行星与太阳之间的连线扫过的面积具有一定的特点．

开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．

（3）开普勒第三定律

[讲解] 开普勒在发现了第一、第二定律后，并没有停止对第谷留给他的观测数据的研究．

当他对行星运动的周期与半径进行研究时，发现了其中存在的微妙的关系．

[提问] 你能从中发现什么吗？

周期（年） 距太阳的平均距离（106km）

水星 0.24 57.9

金星 0.62 108.2

地球 1.00 149.6

火星 1.88 227.9

木星 11.90 778.3

土星 29.50 1427.0

[学生回答] 随着周期增大，行星与太阳的距离也越大．

[提问] 在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？

[学生回答] 成正比．

[学生活动] 对数据进行分析处理，判断它们之间是否成正比．

[结论] 不同的行星的周期与距离之比不是一个定值，因此他们之间不成正比．

[提问] 周期与距离之间既然不成正比，那么他们还可能存在什么样的关系呢？

[学生活动] 提出猜想： 3

[分组活动] 将学生分成几组，分别对几种猜想进行验证．

[结论] 距离的三次方与周期的平方之比在一定误差内可认为是一个定值．因此得到距离的三次方与周期的平方成正比．

开普勒第三定律： 行星绕太阳运行轨道半长轴 r 的立方与其公转周期 T 的平方成正比．

[讲解] 开普勒第三定律是开普勒对第谷的观测数据进行长达 10 年的分析后得出的结论．可见任何一个物理定律的得出都要经历一个漫长且艰苦的过程．

九、课堂小结

教师请学生谈谈通过本节课的学习知道了什么，有什么感想．

本节中心内容是理解日心说，理解并且记住开普勒关于行星运动的三条定律：椭圆轨道定律；面积定律；椭圆轨道半长轴与运行周期关系定律．

师生共同谈感想：

日心说很长时间里一直不被接受，任何一个学说，如果没有观测事实或实验证据的支持，就不可能被接受．

由于地心说比较符合人们的日常经验，所以统治了很长时间．但是随着人们对天体运动的不断研究，日心说逐渐被越来越多的人接受，真理最终战胜了谬误．

十、板书设计

一、行星的运动

1．地心说

2．日心说

二、 开普勒三大定律

1. 开普勒第一定律 （轨道定律）

2. 开普勒第二定律 （面积定律）

3. 开普勒第三定律 （周期定律）

教学流程图： 4

教学反思：

本节课力图 对学生进行科学精神与人文精神教育及科学方法教育，从而达到提高学生的科学素养、培养学生的科学探索精神和坚韧不拔的意志品质的目的．课上通过教师的引导，学生展开想象，大胆猜想，并进行充分讨论．课前教师充分准备，课上教师引导得当，就能够取得比较好的教学效果． 5 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示,某电场中的一条电场线上有 A、B、C三点,其中B为 AC的中点。已知φA=5V,φC=3V,则

A．B点的电势φB 一定为4V

B．A点的场强EA 一定大于C点的场强EC

C．电荷量为+1C的电荷从C点运动到 A点电势能减少2J

D．电荷量为-1C的电荷在 A点时电势能为-5J

2．一质点在t＝0时刻从坐标原点出发，沿x轴正方向做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动；t＝1s时到达x＝5m的位置，速度大小为v1，此时加速度立即反向，加速度大小变为a2，t＝3 s时质点恰好回到原点，速度大小为v2，则 ( )

A．a2＝3a1

B．v2＝3v1

C．质点向x轴正方向运动的时间为2s

D．质点向x轴正方向运动最远到x＝9m的位置

3．如图是两个等量异种电荷形成的电场，AB为中垂线上两点，CD为两电荷连线上两点，且A、B、C、D与O点间距离相等，则

A．A、B、C、D 四点场强相同

B．C点电势比D点电势低

C．正电荷从A运动到B，电场力不做功

D．正电荷从C运动到D，电势能增加

4．如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不断地放出同种粒子，粒子以相同的速率v射入磁场。粒子重力及粒子间的作 6 用均不计。图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域，其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。下列说法正确的是

A．能经过M点的粒子必能经过N点

B．粒子的电荷量与质量之比为

C．从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为

D．从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为

5．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是

A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

B．穿过线圈a的磁通量变大

C．线圈a有收缩的趋势

D．线圈a对水平桌面的压力F将变小

6．如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个电荷量分别为Q和q的滑块，两滑块的质量相等，两滑块的电性相同，电荷量Q>q。一开始，带电荷量为q的滑块静止，带电荷量为Q的滑块以某一初速度v从远处向右运动，则

A．两滑块的加速度始终相同

B．两滑块的速度相同时，两滑块间的电势能最大

C．两滑块的总动量先变小，后变大

D．两滑块最终以相同的速度做匀速直线运动

二、多项选择题 7 7．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，下列说法正确的是_______

A．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

B．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C．卡文迪许用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人

D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

E．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律

8．关于用“油膜法估测分子大小”的实验，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．实验时应先将痱子粉均匀撒在水面上，再将1滴油酸酒精溶液滴在水面上

B．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴油酸酒精溶液中含有油酸 mL

C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油膜的形状

D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数（小于半格的不算，超过半格的算一格），求出油膜的面积

E．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可算出油膜厚度，此即为油酸分子的直径

9．光是人出生第一眼见到的物质，可是迄今为止人们还不能说对光有了深入的了解。下列对光的认为正确的是________。

A．光垂直界面射入另一种介质时仍沿直线传播，因此其传播速度也不变

B．海市蜃楼等现象使人们有时眼见也不为实

C．由于同种介质对不同颜色的光的折射率不同，导致复色光通过三棱镜时发生色散现象

D．光的干涉说明光具有波动性

E. 材料的折射率越大，全反射的临界角越大

10．下列说法正确的是________。

A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小

B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动

C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的

E. 第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的

三、实验题

11．如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一未知质量的物块B，A的质量为m1=62.5kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10cm.开始时活塞

距缸底L1=10cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，g=10m/s2求：