5/5第六章萬(wàn)有引力與航天一、行星的運(yùn)動(dòng)教材分析行星的運(yùn)動(dòng)是人教版高中物理必修2第六章第1節(jié)。本節(jié)內(nèi)容對(duì)全章的教學(xué)起著引領(lǐng)作用，同時(shí)又為萬(wàn)有引力定律的學(xué)習(xí)起一個(gè)鋪墊作用。本節(jié)內(nèi)容在本章中占有較為重要的地位，具有承前啟后的作用。本節(jié)內(nèi)容涉及大量物理史實(shí)，可讓學(xué)生感悟科學(xué)家求真的科學(xué)思想方法和科學(xué)精神。學(xué)情分析學(xué)生在地理中已經(jīng)了解部分天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，如“日心說(shuō)”和“地心說(shuō)”,但對(duì)于人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程并不了解。本地處于湘西偏遠(yuǎn)地區(qū)，學(xué)生對(duì)物理有興趣，但由于基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)故對(duì)物理學(xué)習(xí)有心但無(wú)力。故本節(jié)內(nèi)容先讓學(xué)生自己查閱資料，在課堂分享信息，目的在于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以增強(qiáng)學(xué)生的物理素養(yǎng)?；趯W(xué)生的實(shí)際情況，本節(jié)內(nèi)容計(jì)劃兩課時(shí)的時(shí)間完成，本節(jié)為第一課時(shí)，主要完成了解人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程及認(rèn)識(shí)開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律，第二課時(shí)主要完成開(kāi)普勒三大定律的應(yīng)用，如何建立模型，如何進(jìn)行數(shù)量級(jí)、開(kāi)方的計(jì)算等（數(shù)學(xué)計(jì)算是本班學(xué)生的弱項(xiàng)）。教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1．了解人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程。2．了解觀察的方法在認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的作用。3．知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。4．通過(guò)開(kāi)普勒第二定律知道近日點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度。5．知道開(kāi)普勒第三定律，了解比值k的大小與中心天體有關(guān)。二、過(guò)程與方法1.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)，正確認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.通過(guò)查閱資料、歸納資料、分享資料，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、歸納及交流能力。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性，體會(huì)科學(xué)家們實(shí)事求是、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)對(duì)描述自然追求簡(jiǎn)單和諧是科學(xué)研究的動(dòng)力之一。2．體會(huì)查找并歸納資料，從中體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣。教學(xué)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)。教學(xué)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)方法探究、講授、練習(xí)教具準(zhǔn)備多媒體課件教學(xué)過(guò)程[新課導(dǎo)入]【多媒體演示】《宇宙大小》的視頻教師：在浩瀚的宇宙中有很多天體，我們已經(jīng)了解的只有很小的一部分，還有更多的未解之謎等待著同學(xué)們?nèi)ヌ剿?。要了解宇宙，就要從行星的運(yùn)動(dòng)開(kāi)始。[新課教學(xué)]教師：關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，歷史上有過(guò)不同的看法.現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們將自己查閱的資料分享給其他人。一、古代天文學(xué)觀活動(dòng)：學(xué)生就課前查閱的資料在課堂進(jìn)行交流分享。教師歸納：1.“天圓地方”說(shuō)。2.東漢時(shí)的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說(shuō)，認(rèn)為天就像一個(gè)大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。3.地心說(shuō)代表人物：托勒密(古希臘)，認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。4.日心說(shuō)代表人物：哥白尼,認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)教師：日心說(shuō)相對(duì)地心說(shuō)能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)，但這兩種學(xué)說(shuō)都不完善。因?yàn)樘?yáng)、地球等天體都是運(yùn)動(dòng)的，鑒于當(dāng)時(shí)對(duì)自然科學(xué)的認(rèn)識(shí)能力，日心說(shuō)比地心說(shuō)更先進(jìn)。5.第谷，在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測(cè)量，大大提高了測(cè)量的精確程度。在第谷之前，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’。得出行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)在科學(xué)研究中起著重要的作用。6.開(kāi)普勒總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料，在他最初研究時(shí)，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8’，而當(dāng)時(shí)第谷公認(rèn)的誤差位2’,開(kāi)普勒想這8’可能就是認(rèn)為行星繞太陽(yáng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)造成的.后來(lái)他花了四年時(shí)間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律。第谷擅長(zhǎng)觀測(cè)，開(kāi)普勒是數(shù)學(xué)天才，二者相輔相成，缺一不可。第谷從觀測(cè)入手，開(kāi)普勒進(jìn)行數(shù)學(xué)歸納，最終將幾千個(gè)數(shù)據(jù)歸納成簡(jiǎn)單的幾句話。二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律（一）開(kāi)普勒第一定律所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。組織學(xué)生活動(dòng)：用細(xì)繩畫橢圓（三人一小組進(jìn)行，請(qǐng)一組在黑板上畫圖)教師介紹橢圓的焦點(diǎn)、長(zhǎng)軸、短軸及半長(zhǎng)軸等概念。教師提問(wèn)：想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?學(xué)生根據(jù)作圖過(guò)程思考回答。（二）開(kāi)普勒第二定律對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。教師引導(dǎo)學(xué)生分析比較：近日點(diǎn)的速度與遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大小。由于行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積，所以相同時(shí)間內(nèi)在近日點(diǎn)通過(guò)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)，所以在近日點(diǎn)線速度大。（三）開(kāi)普勒第三定律所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。a3比值k與中心天體有關(guān)。課堂練習(xí)：例：太陽(yáng)系中有八大行星,請(qǐng)你將它們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期由小到大依次排序。水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星教師：開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的描述為萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們觀察教材33頁(yè)圖6.1-3。三、高中階段對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的近似化研究引導(dǎo)學(xué)生將橢圓軌道運(yùn)動(dòng)近似成圓周運(yùn)動(dòng)：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計(jì)算中，可以認(rèn)為行星都以太陽(yáng)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)比開(kāi)普勒三大定律，得出近似化結(jié)論：1.行星繞太陽(yáng)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（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。a3[課堂訓(xùn)練]1．宇宙飛船圍繞太陽(yáng)在近似圓形的軌道上運(yùn)動(dòng)，若軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是（）A.3年B.9年C.27年D.81年2．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．“地心說(shuō)”和哥白尼提出的“日心說(shuō)”現(xiàn)在看來(lái)都是不正確的[小結(jié)]本節(jié)學(xué)習(xí)的是開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，第一定律軌道定律，第二定律面積定律，第三定律周期定律．在近似計(jì)算中可以認(rèn)為行星都以太陽(yáng)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。[作業(yè)]1.預(yù)習(xí)太陽(yáng)與行星間的引力2.課后練習(xí)1、3。教學(xué)反思本節(jié)課如采用教師完全講解，學(xué)生會(huì)很乏味，故本節(jié)內(nèi)容中有關(guān)科學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)課前讓學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。學(xué)生在查閱資料時(shí)，將科學(xué)家的生平事跡及相關(guān)故事全部查出來(lái)了，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)。但課堂教學(xué)時(shí)間有限，不可能讓學(xué)生完全展示所有資料，故需要教師幫忙和學(xué)生一起歸納。本節(jié)重點(diǎn)是開(kāi)普勒三大定律，尤其是第三定律的應(yīng)用，但由于時(shí)間關(guān)系，本節(jié)課沒(méi)有過(guò)多的講解第三定律，還需要在習(xí)題課中加強(qiáng)應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)