1、21世紀(jì)教育網(wǎng) 精品試卷第 PAGE 2 頁(yè) （共 NUMPAGES 2 頁(yè)）人教版高中物理必修2教學(xué)設(shè)計(jì)課題 行星的運(yùn)動(dòng)單元7學(xué)科物理年級(jí)高一教材分析本節(jié)課所采用的教材是人教版高中物理必修2第七章第一節(jié)的內(nèi)容,本節(jié)課主要學(xué)習(xí)地心說(shuō)和日心說(shuō)的內(nèi)容及爭(zhēng)論的焦點(diǎn)、開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容及應(yīng)用。本節(jié)知識(shí)容量不多，但包含的科學(xué)史料十分豐富，教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)立足于對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神，科學(xué)思想方法的教育，讓學(xué)生在科學(xué)家關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的研究歷史中，感悟科學(xué)家求真、求簡(jiǎn)的科學(xué)思想方法和科學(xué)精神，因此本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)是開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律建立的過(guò)程。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容比較抽象，又是牛頓得出萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)，所以

2、應(yīng)為本節(jié)的難點(diǎn)。本節(jié)內(nèi)容對(duì)全章的教學(xué)起著引領(lǐng)性的作用，同時(shí)又為本章的重點(diǎn)內(nèi)容萬(wàn)有引力定律的學(xué)習(xí)起一個(gè)鋪墊性的作用。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)一、教學(xué)目標(biāo)1知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的內(nèi)容及爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。2明確開(kāi)普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問(wèn)題。3知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。4理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。二、核心素養(yǎng)物理觀念：形成開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)描述的物理觀念?？茖W(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生在客觀事物的基礎(chǔ)上通過(guò)分析、推理提出科學(xué)假設(shè)，再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的正確認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的思維方法。科學(xué)探究：通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了

3、解人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：體會(huì)科學(xué)家實(shí)事就是、尊重客觀事實(shí)、不迷信權(quán)威、敢于堅(jiān)持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。體會(huì)人類(lèi)對(duì)自然界和諧的追求是科學(xué)研究的動(dòng)力之一。重點(diǎn)理解和掌握開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)。難點(diǎn)對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星由這些天體組成的廣袤無(wú)限的宇

4、宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。出示圖片:浩瀚的宇宙思考：不同行星都在各自的軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)行，行星運(yùn)行的軌道有怎樣的特點(diǎn)？行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期與距離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近是否存在某種關(guān)系？出示圖片:行星繞太陽(yáng)運(yùn)行人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，歷史上有過(guò)不同的看法，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了不懈的探索，通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。觀察天體運(yùn)動(dòng)的圖片,了解天體的運(yùn)動(dòng) 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生興趣。講授新課一、地心說(shuō)和日心說(shuō)1地心說(shuō)（1）代表人物：托勒密出示圖片:托勒密（2）觀點(diǎn)： 地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。2、日心說(shuō)（1）代表人物

5、：哥白尼出示圖片:哥白尼（2）觀點(diǎn)：太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都在繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。思考討論：我們知道“日心說(shuō)” 比“地心說(shuō)”要準(zhǔn)確一些，那么日心說(shuō)是不是完全正確？ 日心說(shuō)也并不是完全正確的，因?yàn)樘?yáng)只是太陽(yáng)系的一個(gè)中心天體，而太陽(yáng)系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽(yáng)并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的。3、古人的觀點(diǎn)天體的運(yùn)動(dòng)是最完美最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。思考:行星運(yùn)動(dòng)果真如此嗎？二、開(kāi)普勒定律1、丹麥天才的觀測(cè)家第谷出示圖片:第谷丹麥天才的觀測(cè)家第谷經(jīng)過(guò)二十年的精心觀測(cè)，把他以前人們測(cè)量天體位置的誤差大約是 10，第谷把這個(gè)不確定性減小到 2。若理論和實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)之間誤差超過(guò)2就有可

6、能存在問(wèn)題。思考討論：為什么開(kāi)普勒對(duì)天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生懷疑?因?yàn)殚_(kāi)普勒用天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)所得的結(jié)論和第谷所觀察的數(shù)據(jù)存在至少8的角度誤差,但當(dāng)時(shí)公認(rèn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的誤差不超過(guò)2,也就是說(shuō)，這6的誤差產(chǎn)生的原因可能是對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)存在問(wèn)題,因此產(chǎn)生了對(duì)天體運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)這一觀點(diǎn)的懷疑。只有假設(shè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓，而是橢圓，才能解釋這種差別。2、開(kāi)普勒第一定律（1）內(nèi)容：所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。出示動(dòng)畫(huà):開(kāi)普勒第一定律（2）對(duì)開(kāi)普勒第一定律的理解行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是圓而是橢圓 ；太陽(yáng)不在橢圓的中心，而是在其中一個(gè)焦點(diǎn)上 ；行星與太陽(yáng)間

7、的距離是不斷變化的。做一做 繪制橢圓實(shí)驗(yàn)器材：細(xì)繩、圖釘、白紙、木板。實(shí)驗(yàn)步驟（1）把白紙鋪在木板上，然后按上圖釘。（2）把細(xì)繩的兩端系在圖釘上。（3）用一支鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)。（4）畫(huà)出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫作橢圓的焦點(diǎn)。思考：保持繩長(zhǎng)不變，當(dāng)兩焦點(diǎn)不斷靠近時(shí)，橢圓形狀如何變化？ 焦點(diǎn)重合時(shí)，半長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁?？?dāng)兩焦點(diǎn)不斷靠近時(shí)橢圓形狀逐漸趨近于圓，焦點(diǎn)重合時(shí)，半長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)變圓的半徑。典型例題1;關(guān)于開(kāi)普勒第一定律，下列說(shuō)法不正確的是( )A它的發(fā)現(xiàn)是建立在天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)之上B該定律中的“所有行星”是指除太陽(yáng)外太陽(yáng)系的所有天體C開(kāi)普勒假設(shè)天體不是做勻

8、速圓周運(yùn)動(dòng)是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一D開(kāi)普勒?qǐng)?zhí)著于計(jì)算和觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的差別是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一【答案】 B解析：開(kāi)普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太陽(yáng)系中行星的衛(wèi)星，例如月球3開(kāi)普勒第二定律（面積定律） ：（1）內(nèi)容：對(duì)于每一個(gè)行星，太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。 出示動(dòng)畫(huà)：開(kāi)普勒第二定律（2）對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解當(dāng)行星離太陽(yáng)較近的時(shí)候，運(yùn)行的速度較大，而離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的時(shí)候速度較小。典型例題2：某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽(yáng)位于()A.F2 B. A C. F1 D. B 【答案】A【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第

9、二定律,可知太陽(yáng)和行星的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積,因?yàn)樾行窃贏點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)大,所以太陽(yáng)位于F2點(diǎn)。4開(kāi)普勒第三定律（周期定律） （1）內(nèi)容：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等若用 a 代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T 代表公轉(zhuǎn)周期，開(kāi)普勒第三定律（3）比值k是與行星無(wú)關(guān)而只與圍繞的中心天體的質(zhì)量有關(guān)的常量所以比值 k 是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。5、關(guān)于開(kāi)普勒定律的幾點(diǎn)說(shuō)明開(kāi)普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過(guò)此時(shí)比值 k 是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量。 行星的軌道都跟圓近似，因此計(jì)算時(shí)可以認(rèn)為行星是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。6、開(kāi)普勒三定律近似處理（1）行星繞太陽(yáng)

10、運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心。（2）對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（3）所有行星軌道半徑 r 的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期 T 的二次方的比值都相等，即 r3/T2 k。典型例題3：已知兩行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸之比為b,則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為?！敬鸢浮縝b【解析】設(shè)兩行星的半長(zhǎng)軸分別為a1和a2,周期分別為T(mén)1、T2,由a3T2=k知a13T12=a23T22,則a1a23=T1T22。將a1a2=b代入得T1T2=bb。7、太陽(yáng)系八大行星的軌道示意圖1、閱讀課文科學(xué)漫步了解人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。2、開(kāi)普勒發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律的意義他

11、所發(fā)現(xiàn)的三個(gè)定律蘊(yùn)涵著極其重大的“天機(jī)”，那就是萬(wàn)有引力的規(guī)律。開(kāi)普勒觀念的基礎(chǔ)是日心說(shuō)。從表面上看，日心說(shuō)與地心說(shuō)不過(guò)是參考系的改變。其實(shí)，這是一次真正的科學(xué)革命，因?yàn)樗谷藗兊氖澜缬^發(fā)生了重大變革。宇宙中心的轉(zhuǎn)變暗示了宇宙可能根本沒(méi)有中心！課堂練習(xí)1.關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是() A. 所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) B. 行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí),太陽(yáng)位于行星軌道的中心處 C. 離太陽(yáng)越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng) D. 所有行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 【答案】D2、關(guān)于開(kāi)普勒第三定律的公式a3T2=k是,下列說(shuō)法中正確的是() A. 公式只適用于繞太陽(yáng)做

12、橢圓軌道運(yùn)行的行星B. 公式適用于所有圍繞星球運(yùn)行的行星(或衛(wèi)星)C. 式中的是k值,對(duì)所有行星(或衛(wèi)星)都相等D. 式中的是k值,對(duì)圍繞不同星球運(yùn)行的行星(或衛(wèi)星)都相同【答案】 B3.下列說(shuō)法正確的是 ( ) A. 地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng) B. 太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) C. 地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星 D. 日心說(shuō)和地心說(shuō)都是正確的 【答案】C4. 下列關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是() A. 地球是宇宙的中心,太陽(yáng)、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng) B. 太陽(yáng)是宇宙的中心,所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) C. 太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) D.

13、“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”現(xiàn)在看來(lái)都是不正確的 【答案】D拓展提高1、某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑的1/3,則此衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期是()A. 14天 B. 48天 C. 816天 D. 大于16天 【答案】B2.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是 ( )A.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)周期越大.B.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),公轉(zhuǎn)周期越大.C.水星的半長(zhǎng)軸最短,公轉(zhuǎn)周期最大.D.冥王星離太陽(yáng)”最遠(yuǎn)”,繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng).【答案】BD3、某行星沿橢圓軌道運(yùn)行,近日點(diǎn)離太陽(yáng)距離為a,遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b,過(guò)近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va,則過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)的速率vb為()A

14、. vb=bavaB. vb=abvaC. vb=abvaD. vb=bava【答案】C閱讀課文說(shuō)出地心說(shuō)和日心說(shuō)的的代表人物和觀點(diǎn)學(xué)生思考討論學(xué)生思考討論觀看動(dòng)畫(huà)開(kāi)普勒第一定律動(dòng)手做一做繪制橢圓學(xué)生練習(xí)觀看動(dòng)畫(huà)：開(kāi)普勒第二定律學(xué)生思考回答看圖理解記憶開(kāi)普勒第三定律學(xué)生理解記憶學(xué)生思考分析出示九大行星軌道圖學(xué)生閱讀課文科學(xué)漫步學(xué)生練習(xí)鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力讓學(xué)生對(duì)日心說(shuō)有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)了解行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓，而是橢圓的猜想依據(jù)掌握理解開(kāi)普勒第一定律鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，了解橢圓的特點(diǎn)。掌握開(kāi)普勒第一定律中所有行星并不包括衛(wèi)星幫助學(xué)生理解記憶開(kāi)普勒第二定律理解開(kāi)普勒第二定律鍛煉學(xué)生的理解記憶能力掌握開(kāi)普勒第三定律掌握開(kāi)普勒定律的適用條件和近似處理靈活應(yīng)用開(kāi)普勒三定律使學(xué)生對(duì)多數(shù)行星的軌道與圓十分接近有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。了解歷史上對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)有過(guò)漫長(zhǎng)復(fù)雜的過(guò)程，澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)。鞏固本節(jié)知識(shí)課堂小結(jié)1、開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2、開(kāi)普勒第二定律（