学案 从托勒密到开普勒
[学习目标定位] .了解地心说和日心说两种不同的观点.理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题．
知识储备区
一、两种对立的学说
．地心说：公元年，天文学家托勒密提出了“地心说”，地心说认为，地球位于宇宙中心，是静止不动的，月亮、太阳及各个行星都围绕着地球在大小不同的球面上运动．
．日心说：哥白尼在世纪提出了“日心说”．日心说认为太阳是不动的，且位于宇宙中心，包括地球在内的所有行星都绕着太阳做匀速圆周运动．
二、开普勒行星运动三定律
．第一定律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于所有椭圆的一个公共焦点上．
．第二定律(面积定律)：对于每一颗行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积．
．第三定律(周期定律)：所有行星轨道的半长轴的立方与公转周期的平方的比值都相等．即＝.
学习探究区
一、地心说和日心说
[问题设计]
我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动存在的一种看法——地心说，你知道古代人们对天体运动还存在什么观点吗？
答案 日心说，即认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．
[要点提炼]
．托勒密的地心说
()内容：地球位于宇宙的中心，岿然不动，月亮、太阳及各个行星都围绕着地球在大小不同的球面上运动．
()对学说的两点评价
①成功之处：能预报相当长时间内行星的位置、日食、月食的发生，解释了许多天文现象． ②由于符合人们坐地观天的习惯，又符合当时普遍接受的地球不动且处于宇宙中心的观念，故一度占据了统治地位，直到世纪．
．哥白尼的日心说
()内容：太阳是宇宙的中心，是不动的，包括地球在内的所有行星都围绕太阳做匀速圆周运动．
()成功之处
①哥白尼计算的每颗行星绕太阳运行的周期和每颗行星到太阳的距离的结果与现代公认值非常接近．
高一物理 必修2 第五章 万有引力与航天 使用时间: 编制：孙军 读书患不多，思义患不明；足己患不学，既学患不行。 作者:韩愈
神木七中高一物理备课组 第 1 页 共 2 页 审核：高一物理备课组 班级： 组别： 姓名： 组内评价： 教师评价：
5.1从托勒密到开普勒
【学习目标】
1．了解地心说和日心说，了解开普勒三定律，能应用三定律分析问题。
2．自主学习，合作探究，学会将实际问题理想化的方法。
3．积极思考、全力以赴，体会科学家事实求是、敢于坚持真理和勇于探索的科学精神。
【学习重点】
开普勒行星运动定律。
【预习案】
对开普勒第三定律的理解。
【复习回顾】
一、地心说与日心说
1．地心说
______是宇宙的中心，且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕______运动。
2．日心说
______是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕______运动。
3．两种学说的局限性
两种学说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，而这和丹麦天文学家______的观测数据不符。
二、开普勒行星运动定律
1．开普勒第一定律
所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个______上，因此第一定律也叫轨道定律。
2．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________，因此第二定律也叫面积定律。
3．开普勒第三定律
所有行星的轨道的半长轴的________跟它的公转周期的_________的比值都相等，因此第三定律也叫周期定律。若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，即a3T2＝k（其中，比值k是一个对所有行星都相同的常量）。
《从托勒密到开普勒》教学设计
【教材版本】
上海科教版物理必修模块2
【设计理念】
设计理念是：提出问题→认识发展到合理解释。从托勒密研究解释→哥白尼的研究成果→开普勒的三大定律→太阳是中心的认识发展过程。重点使学生掌握开普勒三大定律，体现了科学精神推动了认识发展。
【教材分析】
本节内容对全章教学起到引领的作用，同时又为本章重点内容万有引力定律的学习起到了铺垫作用。本节内容的突出特点是：知识容量很少，但学史内容非常丰富。充分利用本节内容可以较好的激发学生学习物理的兴趣。因此，本节的教学设计应立足于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的研究历史中，感悟科学家求真、求简的科学思想和科学精神。从学生已经具有的知识基础来讲，学生对有关科学家的事例可能略知一二，但对科学家的发现、发明、创造内容的了解还不够系统和准确。因此，在教学过程中可以事先布置给学生一些学习任务，如阅读教科书“人类对行星运动规律的认识”并查找关于描述天体运动的历史资料，在课堂上进行交流。这样做，一方面可以培养学生获取资料，合作交流的能力；另一方面，在整体背景下实施教学，有利于提高学生的认知水平。
【学情分析】
本节前学生已经知道了解地球围绕太阳运动，月球围绕地球运动的相关常识。但对托勒密的地心说和开普勒的三大定律知道甚微，通过教师的引领、师生互动、美丽传说的故事讲解，能够激发学生的学习潜能，对本节课产生兴趣。引导学生了解人们对宇宙认识的托勒密的地心说和和哥白尼的日心说观点，学生能够了解历史上人们对星体运动的认识过程，对开普勒行星运动三大定律掌握。
【教学目标】
知识与技能：
1、了解人类对天体运行探究的历史。
2、知道托勒密、哥白尼、第谷、开普勒的研究过程、研究结果及其历史意义。
3、掌握开普勒行星运动三定律，会运用它分析求解行星运行周期及轨道半径等问题。
《从托勒密到开普勒》教学设计
一、课标分析
《课程标准》中对“地心说”、“日心说”和“开普勒行星运动定律”并无明确要求，教材是从天文学的发展历程来编写的，只要学生能知道“地心说”、“日心说”的内容和理解开普勒行星运动定律，会直接应用和解决问题即可，体会科学定律对人类探索未知世界的作用，在教学中不宜作过多深入的分析。
二、教材分析
《从托勒密到开普勒》是高中新课程沪科版物理必修2第五章第一节内容。本节是人类对天体运动认识的简史，时间跨度两千多年。主要分为两大部分，第一部分主要介绍“地心说”和“日心说”，教材在这一部分设计中，展示了人类研究天体运动规律的艰辛历程，展现了人类追求真理坚忍不拔的精神，培养了学生为科学献身的精神。第二部分主要是开普勒行星运动定律，教材先是介绍了第谷和开普勒探索行星运动规律的过程，接着叙述了开普勒行星运动三定律，主要突出了科学发现过程，渗透物理学研究的思想和方法，突出了科学理论对人类认识世界的价值。总之，教材通过叙述人类认识行星运动的历史，把科学与历史、科学与艺术、科学与社会，以及科学发展与思想解放等几方面很好地结合了起来，很好地体现了新课程的三维目标，并为下一节《万有引力定律是怎样发现的》做好了铺垫工作。
三、三维目标
（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、知道开普勒行星运动定律及其价值，了解开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关。
（二）过程与方法：
1、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。
2、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。
（三）情感、态度与价值观：
1、通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对天体运动的探索，渗透科学发现的方法论教育，建立科学的宇宙观；
