2020-2021学年高中物理-第六章-万有引力与航天-1-行星运动教案-新人教版必修2.doc

2020-2021学年高中物理 第六章 万有引力与航天 1 行星运动教案 新人教版必修2

2020-2021学年高中物理 第六章 万有引力与航天 1 行星运动教案 新人教版必修2

年级：
姓名：

- 6 -

行星运动
课　　题
6．1行星的运动
授课教师
郝国孝
授课班级
高一（2）
总课时数
1课时
课程目标
知识与
技能
1、 知道地心说和日心说的基本内容；
2、 掌握开普勒行星运动的三大定律；
3、 初步掌握应用比值法解决问题；
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、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、体会科学家严谨的科学态度及探究真理的艰辛和勇气。
教学重点
掌握开普勒行星运动的三大定律
教学难点
对开普勒行星运动定律的理解和应用
学法指导
自主练习、合作探究、精讲精练
教学过程
一、引入新课
视频导入：
神舟九号的发射场面十分壮观，在飞入太空后，神舟十号按照万有引力定律为它“设定”的轨道绕地球运转着。时至今日，数千颗人造卫星也按照万有引力定律在绕地球转动，可见万有引力定律在人类探索宇宙中，有重要的作用，那么本章我们将一起学习《万有引力与航天》，通过本章的学习，将使我们真正能理解万有引力定律，以及它的应用。
二、了解人类探索宇宙的历史过程（学生通过地理的学习已有初步的了解）
1、你知道历史上关于行星运动的两个对立观点吗？
2、什么是“地心说”，什么是“日心说”；他们的代表人物是谁 ？
3、“日心说”和“地心说”正确吗？试解释。
教师点拨：
“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．
基本观点：
1.地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,最高最远处是恒星天。最外面是推动天体运动的最高天，也叫原动天，是诸神居住的地方。
2.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。
3.用数学方法系统地计算“本轮”“均轮”，解释了当时的天文现象。
“日心说”代表人物:哥白尼。更完美地解释天体的运动.
基本观点：
（1）太阳是宇宙的中心，而且是静止不动的，水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上绕着太阳转动。
（2）月球是地球的卫星，每月绕地球转一周。
（3）由于地球每天自西向东自转一周，才造成我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。
三、开普勒行星运动三大定律
教师导入开普勒，介绍开普勒发现三定律的艰辛过程，让学生体会科学家严谨的科学态度及探究真理的艰辛和勇气。带领学生了解三定律的具体含义。
（1）、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．
说明：该定律又叫椭圆轨道定律,行星与太阳间的距离一直在变。
（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时间内扫过相等的面积．
说明：该定律又叫面积定律.
提问：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？
答：因为相等时间内面积相等，所以近日点速率大。

（3）、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公转周期的平方的比值都相等．
说明：该定律又叫周期定律.数学表达式：=k,,其中a为椭圆轨道的半长轴，T为公转周期，比值k是一个对所有行星都相同的常量。 举例说明。
难点释疑：开普勒第三定律中的k如何理解?它由什么因素决定?
下表所给出的是太阳系中八大行星绕太阳做椭圆运动的平均轨道半径的数值和周期的数值.从表中任意选择三个行星验证开普勒定律,并计算常量k=的值.
行星
平均轨道半径(m)
周期(s)
比值
水星
5.79×1010
7.60×106

金星
1.08×1011
1.94×107

地球
1.49×1011
3.16×107

火星
2.28×1011
5.94×107

木星
7.78×1011
3.74×108

土星
1.43×1012
9.30×108

天王星
2.87×1012
2.66×109

海王星
4.50×1012
5.20×109

四、 对开普勒三定律的进一步挖掘
1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心.
2、开普勒三定律是通过研究行星运动的规律得出的,那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢?如果遵守该如何表述?(只不过此时的=k′中的恒量k′与行星中的比值不同)

3、我们通常将行星的轨道近似为圆,这样合理吗?

五、经典例题分析
例题、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几倍？
思维入门指导： 木星和地球均为绕太阳运行的行星，可利用开普勒第三定律直接求解。本题考查开普勒第三定律的应用。
解：由开普勒第三定律可知：对地球： 对木星
所以
点拨：在利用开普勒第三定律解题时，应注意它们的比值中的k是一个与行星运动无关的常量。
六、课堂小结
让学生概括总结本节的内容。
1.“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程.
2.开普勒行星运动规律
板书设计
6.1 行星的运动
一、古代天体运动的学说
二、开普勒行星运动定律近地点速率大远地点速率小
K只由中心天体决定