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课 题 7.1 行星的运动
教 学 目 标 了解人类对行星运动规律的认识历程，知道开普勒行星运动定律及其科学价值。 知道行星绕太阳运动的原因，知道引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。
重 点 开普勒行星运动定律及其科学价值。
难 点 行星绕太阳运动的原因。
教 学 过 程 情境引入 师：以太阳系为例，这些天体可以分为哪几类？ 生：恒星、行星、卫星。 师：为什么叫恒星和行星呢？阅读教材第46页。 师：夜里抬头仰望天空，我们可以看到很多小星星，这些星星都是什么星呢？大致有恒星、行星、卫星、矮行星、小行星、彗星等。这些天体在宇宙中都遵循一定的运动规律，就像地面上的汽车也都需要遵循交通规则，将天上的现象和地上的现象联系起来的我们还要感谢牛顿，是他提出了万有引力定律。 二、新课教学 师：宇宙的认识经历了漫长的过程，在探索的过程纠正了很多错误。就天上的天体围绕谁转的问题曾经有两种观点，一种是地心说，代表人物是托勒密，
教 学 过 程 他认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。这一观点很符合当时基督教信仰，因此一直被深信不疑。 师：随着人们对天体运动的不断研究发现，“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多。随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答。人们意识到“地心说”的狭隘性，自然界的运动规律应该简单而和谐！另一个观点诞生了——日心说，代表人物哥白尼，哥白尼经过近四年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳作匀速圆周运动。当时的人都追求完美，认为天体的运动都是完美的匀速圆周，其实不是，日心说的完善还要感谢第谷和开普勒。 师：第谷是丹麦人，他是一位观测家，二十年观测记录750多颗星，几千个数据，最后这些天体的位置误差仅为2′，在第谷暮年时期遇见了数学家开普勒，他通过四年多的刻苦计算，进行了70多次尝试，都与第谷的数据有至少8′的偏差，这是怎么回事？后来在他的计算中否定天体在做“完美的”圆周运动，提出行星轨道其实是椭圆的，他们两个的合作非常完美，第谷做实验，开普勒进行数据处理。十七世纪，开普勒在“日心说”的基础上发现了行星运动的三定律，成为人类对行星运动第一次定量表述，为万有引力的发现奠定了坚实的基础。
教 学 过 程 师：开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在所在椭圆的一个焦点上。称为轨道定律。这个椭圆怎么画呢？请同学动手画一下。 生：动手画椭圆。 师：开普勒第二定律：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。称为面积定律。 问：离太阳近快还是离太阳远快呢？ 生：离的近更快。 师：你们猜哪个位置师冬至？哪个位置是夏至？ 生：回答。 师：虽然离太阳近，但是由于太阳光折射反而吸收热量少，因此离太阳近是冬至。 师：开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比都相等。称为周期定律。表达式：R3/T2=k。k与什么因素有关呢？我们来看表格上的数据，发现八大行星的k值近似相等，我们再来看不同中心天体的k值，发现同一个中心天体的行星或卫星k值相等，因此k是一个只与中心天体质量有关的物理量。 师：高中阶段对行星运动的近似化研究：①多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。②对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速
教 学 过 程 度（线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动。③所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。总体来说，就是把行星的运动看作为匀速圆周运动处理，对应的半长轴即为圆的半径。 三、课堂小结 1. 开普勒第一定律：（轨道定律）—— 椭圆 2. 开普勒第二定律：（面积定律）—— v近>v远 3. 开普勒第三定律：（周期定律）—— R3/T2=k
教 后 反 思 本节课是对天体运动的初步掌握，主要了解科学家们的探索过程及开普勒三大定律，学生们掌握不错。

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