必修二第六章第一節(jié)
《行星的運動》(教案)
★新課標要求
（一）知識與技能
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動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。
3、知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質(zhì)量無關，但與太陽的質(zhì)量有關。
4、理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，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、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運動的理解。
（三）情感、態(tài)度與價值觀
1、澄清對天體運動神秘模糊的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。
2、感悟科學是人類進步不竭的動力。
★重點、難點
開普勒行星運動定律、對開普勒行星運動定律的理解和應用
★方法
教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。
★教學建議
日心說、地心說及兩者之間的爭論有許多內(nèi)容可以向?qū)W生介紹，教材為了簡單明了地講述開普勒定律，沒有過多地敘述這些內(nèi)容.教學中可以結(jié)合教學的實際情況向?qū)W生介紹有關的歷史材料，也可引導學生課外閱讀有關的讀物。這些內(nèi)容學生會很感興趣，又容易接受，也是我們進行科學方法和思想教育的好素材。
學習本節(jié)課的目的是為下一節(jié)推導萬有引力定律鋪墊,開普勒定律沒必要做過高要求。
★教學過程
（一）引入新課
教師活動：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域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學家們對它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來學習前人所探索到的行星的運動情況。
（二）進行新課
一、古人對天體運動的看法及發(fā)展過程
教師活動：引導學生閱讀教材第一段，投影出示以下提綱：
1、古代人們對天體運動存在哪些看法?
2、什么是“地心說”，什么是“日心說”?
3、哪種學說占統(tǒng)治地位的時間較長?
4、兩種學說爭論的結(jié)果是什么?
學生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。
1、在古代，人們對于天體的運動存在著地心說和日心說兩種對立的看法。
2、“地心說”認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動；“日心說”認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動。
3、“地心說”占領統(tǒng)治地位的時間較長.
4、“日心說”與“地心說”爭論的結(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、、開普勒行星運動定律
教師活動：引導學生閱讀教材，投影出示以下提綱：
1、古人認為天體做什么運動?
2、開普勒認為行星做什么樣的運動?他是怎樣得出這一結(jié)論的？
3、開普勒行星運動定律哪幾個方面的描述了行星繞太陽運動的規(guī)律？具體表述是什么？
學生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。
1、古人把天體的運動看得十分神圣，他們認為天體的運動不同于地面物體的運動，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動.
2、開普勒認為行星做橢圓運動。他發(fā)現(xiàn)假設行星作勻速圓周運動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認為行星作橢圓運動，才能解釋這一差別。
3、開普勒行星運動定律從行星運動軌道、行星運動的線速度變化、軌道與周期的關系三個方面揭示了行星運動的規(guī)律。具體表述為：
第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。
第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。
第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：
比值k是一個與行星無關的常量。
教師活動：認真聽取學生代表發(fā)言，點評總結(jié)。引導學生深入探究：
［出示掛圖］介紹行星運動的掛圖，使學生對行星的運動有一個簡單的感性認識.
［放錄像］使學生通過對天體運動的立體畫面的觀看，對天體運動的感性認識進一步提高.
思考：比值k與行星無關，你能猜想出它可能跟誰有關嗎?
實際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，在中學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，應該怎樣表述呢？
學生活動：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：所有行星繞太陽運動半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個常數(shù)k，可以猜想，這個“k”一定與運動系統(tǒng)的物體有關。因為常數(shù)k對于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關，而在運動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。
（三）實例探究
［例1］關于行星的運動以下說法正確的是（ ）
A．行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越長
B．行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長
C．水星軌道的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長
D．冥王星離太陽“最遠”，公轉(zhuǎn)周期就最長
? 分析： 由開普勒第三定律 可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯誤；式中的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯。
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)軌道的半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的 倍。
思維入門指導： 木星和地球均為繞太陽運行的行星，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用。
解：由開普勒第三定律 可知：
對地球： 對木星
所以
點撥：在利用開普勒第三定律解題時，應注意它們的比值 中的k是一個與行星運動無關的常量。
［例3］已知地球繞太陽作橢圓運動。在地球遠離太陽運動的過程中，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，則地球運動情況將如何？
思維入門指導：行星的運動為曲線運動，因此本節(jié)知識常常和曲線運動知識相綜合。
解：由于地球在遠離太陽運動的過程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有， ，由開普勒第二定律知，地球在遠離太陽運動的過程中角速度 （單位時間內(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�方向做離心運動。
點撥：地球繞太陽的運動雖然并非勻速圓周運動，但向心力公式仍適用。任一時刻，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”中的問題。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoyi/63391.html
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