人教版必修二6.1《行星的运动》WORD教案4 3页

新人教版高中物理必修二 同步学案 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动 ‎【学习目标】‎ 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、知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。‎ ‎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·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并加深对行星运动的理解。‎ 情感态度与价值观 ‎1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。‎ ‎2、感悟科学是人类进步不竭的动力。‎ ‎【学习重点】‎ 开普勒行星运动定律 ‎【学习难点】‎ 对开普勒行星运动定律的理解和应用 ‎【学习课时】‎ ‎1课时 ‎【探究学习】‎ 一、人类认识天体运动的历史 ‎1、“地心说”的内容及代表人物：‎ ‎2、“日心说”的内容及代表人物：‎ 二、开普勒行星运动定律的内容 开普勒第一定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ 开普勒第二定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ 开普勒第三定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。即：‎ 在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。‎ 引入新课 多媒体演示：天体运动的图片浏览。‎ 在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。‎ 新课讲解 一、古代对行星运动规律的认识 ‎ 问1：．古人对天体运动存在哪些看法?‎ ‎ ‎ ‎ 问2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’?‎ ‎ ‎ ‎“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．‎ ‎ 问3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读第《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处．‎ ‎ ‎ 二、开普勒行星运动三定律 ‎ 问1：古人认为天体做什么运动?‎ ‎ ‎ ‎ 问2：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?‎ ‎ ．‎ ‎ 问3：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?‎ ‎ ‎ ‎ （多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件）‎ 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 上．‎ ‎ 问4：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?‎ 图7.1-1‎ ‎ ‎ ‎[做一做]‎ ‎ 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图7．1—l所示，把白纸镐在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点．‎ 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?‎ 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．‎ 问5：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？‎ ‎ ‎ 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 的平方的比值都相等．（如图7．1—l）‎ ‎（投影九大行星轨道图或见教材图）‎ 问6：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢?‎ ‎1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆，太阳处在圆心上。‎ ‎2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变。‎ ‎3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等．‎ 若用R代表轨道半径，T代表公转周期，开普勒第三定律可以用下面的公式表示：‎ 比值k是一个与行星无关的恒量。‎ 参考资料：给出太阳系九大行星平均轨道半径和周期的数值，供课后验证。‎ k水=3.36×1018‎ K金=3.35×1018‎ K地=3.31×1018‎ K火=3.36×1018‎ 问7：这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值k是一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗 ‎ ‎ ‎ ‎ 说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K是一个与行星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。K与中心天体有关。 ‎ ‎【课堂训练】‎ 例1关于行星的运动以下说法正确的是（ ）‎ A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长 B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长 C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长 D．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长 ‎2.为什么说曲线运动一定是变速运动?‎ 例2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 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。‎ 例3已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何？‎ 思维入门指导：行星的运动为曲线运动，因此本节知识常常和曲线运动知识相综合。‎