高一物理 天体运动教学设计.doc

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1、天体运动教学设计[学习目标定位]1.了解地心说和日心说两种不同的观点.2.理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题．知识准备：一、日心说波兰天文学家哥白尼在1543年出版了不朽著作《天球运行论》，提出了日心说，即地球和别的行星一样绕太阳运动．此书的出版，标志着科学开始从各种传统错误观念的束缚中解放出来，哥白尼开辟了科学的新时代，使古代科学走向了近代的牛顿力学．二、开普勒行星运动定律及其意义1．定律内容：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的

2、面积．第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量．其表达式为＝k.2．意义：开普勒的重要发现，为人们解决行星运动学问题提供了依据，澄清了多年来人们对天体运动神秘、模糊的认识，也为牛顿创立他的天体力学理论奠定了观测基础．开普勒是用数学公式表达物理定律并最早获得成功的人之一．从此，数学公式就成为表达物理学定律的基本方式．教学设计一、地心说和日心说[问题设计]我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动存在的一种看法——地心说，你知道古代人们对天体运动还存在什么观点吗？答案

3、　日心说，即认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．[要点提炼]1．地心说(1)地球是宇宙的中心，是静止不动的；(2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密．2．日心说(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；(2)地球是绕太阳旋转的行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；(3)天体不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象；(4)日心说的代表人物是哥白尼．二、开普勒行星运动定律[问题设计]1．古人认为天体做什么运动？开普勒认为行星做什么

4、样的运动？他是怎样得出这一结论的？答案　古人认为天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动．开普勒认为行星做椭圆运动．他发现假设行星做匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这种差别．2．开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？答案　从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律．[要点提炼]　对开普勒三定律的理解1．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动．2．由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度比较快，而离太阳比较远时，行星运行的速度比

5、较慢．3．在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对不同的天体系统k值不相同．k值的大小由系统的中心天体决定．三、中学阶段对天体运动的处理方法由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理，开普勒三定律就可以这样表述：1．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(或线速度)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，即＝k.典例精讲一、对两种学说的认识例1　下列说法都是“日心说”的观点，现在看来其中正确的是(　　

6、)A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B．地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动C．天体不动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象D．与日地距离相比，恒星离地球十分遥远，比日地间距离大得多解析　A是“日心说”的观点，但现在看来是不正确的，太阳不是宇宙中心，只是太阳系的中心天体，行星做的也不是匀速圆周运动，A错；月亮绕地球运动的轨道不是圆，B错；恒星是宇宙中的主要天体，宇宙中可观察到的恒星有1012颗，太阳是离我们最近的一颗恒星，所有的恒星都在宇宙中高速运动着，所以

7、天体也是运动的，C错．答案　D二、对开普勒定律的理解例2　关于行星绕太阳运动，下列说法正确的是(　　)A．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大B．所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上C．所有行星绕太阳运动的周期都是相等的D．行星之所以在椭圆轨道上绕太阳运动，主要是由于太阳对行星的引力作用解析　由开普勒第一定律知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，B正确；由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大，距离大时速度小，A错误；由开普勒第三定律知所有行星的半长轴

8、的三次方跟它的公转周期的