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课时教学设计
课题 第七章 万有引力与宇宙航行 第一节 行星的运动
授课时间：2024年5月8日 课型：新课（观察探究课） 课时：一课时
教教学目标 一、教学目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的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。 二、核心素养 物理观念：形成开普勒对行星运动描述的物理观念。 科学思维：培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法。 科学探究：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。 科学态度与责任：体会科学家实事就是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神。体会人类对自然界和谐的追求是科学研究的动力之一。
重点难点 重点：开普勒行星运动定律的建立过程。 难点：开普勒行星运动定律的理解和应用。
教学准备 圆周运动演示器 教学PPT课件
教学思路 1．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。 2．掌握描述行星运动的各物理量之间的关系，学会行星运动的分析是目的，所以学习本章内容时让学生要实验和实际现象来解释，通过思考，观察来分析，规律和和定律来解题。
教 学 过 程
活动设计 课前引导提问 3.研究向心力的规律 观察各种圆周运动 4. 课堂练习
环节一：课前引导提问
教师活动：提问 太阳为什么东升落西？ 为什么形成四季？ 为什么月亮15日亮，15日暗？ 你觉得宇宙怎样的？ 让学生回答和总结 因为地球自转 地球绕转太阳 月亮绕转地球 无限的
环节二：让学生观察行星运动
环节三：讨论行星运动的规律
一、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，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。 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、太阳系行星的半径与周期
环节四：课堂做练习
教室活动： 1. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(C) A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星和木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 2. 地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行．下列说法正确的是(B) A．地球位于月球运行轨道的中心 B．地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度 C．地球与月球公转周期平方之比等于它们轨道半长轴立方之比 D．相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积 3. 关于太阳系行星的运动，下列说法中错误的是(D) A. 关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落 B. 所有行星围绕太阳运动的椭圆轨道都可近似地看作圆轨道 C. 开普勒第三定律＝k，式中k的值仅与太阳的质量有关 D. 开普勒第三定律不适用于其他星系的行星运动 4. 如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，运动的周期为T0，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点．若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(C) A. 从P到M所用的时间等于 B. 从Q到N做减速运动 C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小 D. 从M到N所用时间等于
作业设计 在作业本上记知识点和练习第 题
板 书 设 计 第六章 抛体运动 第三节 向心加速度 一、认识历程 托勒密——地心说 哥白尼——日心说 第谷——建立天文台，对行星运动进行观测 开普勒—根据第谷等人的观测数据，运用自己的数学天赋，得出行星运动三大定律 二、开普勒行星运动定律 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 学 反 思 与 改 进 优点： 不足： 改进措施：

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