必修二第六章第一節(jié)
《行星的運(yùn)動(dòng)》(教案)
★新課標(biāo)要求
（一）知識(shí)與技能
1、知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。
2、知道所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。
3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來之不易的。
（二）過程與方法
通過托勒密、哥白尼、第谷?布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。
2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力。
★重點(diǎn)、難點(diǎn)
開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律、對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用
★方法
教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。
★教學(xué)建議
日心說、地心說及兩者之間的爭(zhēng)論有許多內(nèi)容可以向?qū)W生介紹，教材為了簡(jiǎn)單明了地講述開普勒定律，沒有過多地?cái)⑹鲞@些內(nèi)容.教學(xué)中可以結(jié)合教學(xué)的實(shí)際情況向?qū)W生介紹有關(guān)的歷史材料，也可引導(dǎo)學(xué)生課外閱讀有關(guān)的讀物。這些內(nèi)容學(xué)生會(huì)很感興趣，又容易接受，也是我們進(jìn)行科學(xué)方法和思想教育的好素材。
學(xué)習(xí)本節(jié)課的目的是為下一節(jié)推導(dǎo)萬有引力定律鋪墊,開普勒定律沒必要做過高要求。
★教學(xué)過程
（一）引入新課
教師活動(dòng)：在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體。白天我們沐浴著太陽的光輝，夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入無限的遐想中。由這些天體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領(lǐng)域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學(xué)家們對(duì)它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來學(xué)習(xí)前人所探索到的行星的運(yùn)動(dòng)情況。
（二）進(jìn)行新課
一、古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的看法及發(fā)展過程
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一段，投影出示以下提綱：
1、古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?
2、什么是“地心說”，什么是“日心說”?
3、哪種學(xué)說占統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng)?
4、兩種學(xué)說爭(zhēng)論的結(jié)果是什么?
學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。
1、在古代，人們對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)存在著地心說和日心說兩種對(duì)立的看法。
2、“地心說”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；“日心說”認(rèn)為太陽是宇宙的中心，地球、月亮以及其他行星都在繞太陽運(yùn)動(dòng)。
3、“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng).
4、“日心說”與“地心說”爭(zhēng)論的結(jié)果是“日心說”最終戰(zhàn)勝了“地心說”.真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。
二、、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，投影出示以下提綱：
1、古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)?
2、開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的？
3、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面的描述了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律？具體表述是什么？
學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。
1、古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng).
2、開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)。他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星作橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別。
3、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道、行星運(yùn)動(dòng)的線速度變化、軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。具體表述為：
第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。
第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。
第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：
比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。
教師活動(dòng)：認(rèn)真聽取學(xué)生代表發(fā)言，點(diǎn)評(píng)總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生深入探究：
［出示掛圖］介紹行星運(yùn)動(dòng)的掛圖，使學(xué)生對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí).
［放錄像］使學(xué)生通過對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的立體畫面的觀看，對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)一步提高.
思考：比值k與行星無關(guān)，你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎?
實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理。開普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢？
學(xué)生活動(dòng)：分組討論，并根據(jù)課文、掛圖及錄像所提供的線索得出答案。學(xué)生代表發(fā)言。
根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)。因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體??太陽，故這一常數(shù)“k”一定與中心天體??太陽有關(guān)。
（三）實(shí)例探究
［例1］關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說法正確的是（ ）
A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng)
B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng)
C．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng)
D．冥王星離太陽“最遠(yuǎn)”，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng)
? 分析： 由開普勒第三定律 可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯(cuò)誤；式中的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯(cuò)。
答案：BD
［例2］已知木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的 倍。
思維入門指導(dǎo)： 木星和地球均為繞太陽運(yùn)行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應(yīng)用。
解：由開普勒第三定律 可知：
對(duì)地球： 對(duì)木星
所以
點(diǎn)撥：在利用開普勒第三定律解題時(shí)，應(yīng)注意它們的比值 中的k是一個(gè)與行星運(yùn)動(dòng)無關(guān)的常量。
［例3］已知地球繞太陽作橢圓運(yùn)動(dòng)。在地球遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動(dòng)的過程中，其速率越來越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動(dòng)情況將如何？
思維入門指導(dǎo)：行星的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，因此本節(jié)知識(shí)常常和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相綜合。
解：由于地球在遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動(dòng)的過程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有， ，由開普勒第二定律知，地球在遠(yuǎn)離太陽運(yùn)動(dòng)的過程中角速度 （單位時(shí)間內(nèi)地球與太陽的連線掃過的角度）也減小，故向心力 減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯�方向做離心運(yùn)動(dòng)。
點(diǎn)撥：地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)雖然并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但向心力公式仍適用。任一時(shí)刻，地球的速度方向均沿橢圓的切線方向。
★課余作業(yè)
1、課后完成33“問題與練習(xí)”中的問題。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoyi/63391.html
相關(guān)閱讀：描述圓周運(yùn)動(dòng)