1. 天体运动优秀教案内容

天体运动

一、设计思路

本节课是万有引力定律的开篇第一节，内容相对比较简单，对这节课的定位就是吸引学生注意力，提升学生学习本章的兴趣。课堂教学基于教村，又跳出教材，采用了大量的图片使课堂教学从枯燥的讲解变成生动有趣的自主学习。

二、教学内容

（一）内容概述

本节教材按照由古代到近代的顺序介绍了人们对行星运动规律的认识和探究，从托勒密的地心说到哥白尼的日心说，从天才的观察者第谷到孜孜不倦不懈努力的开普勒。这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神。

（二）教学重、难点

1、教学重点

（1）科学思想、科学方法、科学品质的教育，了解天体运动方面的物理学史，体会科学发展的曲折与艰辛。

（2）理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。 2、教学难点

对开普行星运动定律（特别是开普勒第三定律）的理解和应用。

（三）教学课时

1课时

三、教学目标

（一）知识与技能

1.了解地心说和日心说的基本人物和基本内容。

2.掌握开普勒三定律，并会利用开普勒三定律解决一些实际问题。

（二）过程与方法

通过多媒体技术的应用，让枯燥的知识“活”起来，从而吸引住学生眼球，让学生自行学习开普勒三定律，明确其发现过程，从而更好地掌握本节课的重点知识。

（三）情感态度与价值观

1.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，从而培养学生坚

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韧不拔、吃苦耐劳、实事求是、不畏强权的精神。

2.利用多媒体动画图片培养其学习物理（特别是学习本章内容）的兴趣。

四、教学策略

（一）本节课采用“教师引导，自主探索，教师讲解”

的教学模式，通过多媒体课件创设的情境充分调动学生各知觉器官。

（二）采用探究、讲授、讨论、练习等教学方法，使学生在自主探究的过程中完成学习的任务。

五、教学过程

（一）导入新课

1、导入：【多媒体演示】天体运动的图片浏览。

教师讲解：

有两件事情我们越是思考越是对它充满敬意，一是人类的道德情操，二是我们头顶上的星空。

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人类对宇宙的认识是从离我们最近的天体开始的，行星是当时的人们观察与分析得最多的天体。那么问题来了，行星到底是怎样运动的？

（二）对行星运动的认识过程

1、地心说与日心说

（1）让同学自己阅读课本，找出地心说和日心说的观点：

（2）抽学生回答，并总结：（投影）

地心说：代表人物：古希腊学者-----托勒密（图片展示）

认为地球是宇宙的中心，行星以地球为中心，绕地球运动。

随着观测数据的增多，人们发现简单的圆周运动已经不能描述行星的运动规律了。于是人们又提出了“本轮”和“均轮”的理论。 各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。

地心说的流行基础 （1）用几种圆周轨道不同的组合预言了行星的运动位置。

（2）符合普通人的观测习惯。 （3）符合基督教信仰。

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托勒密观点的缺陷：太复杂太繁琐

到文艺复兴运动时期，人们发现要解释某些天体的运动需要用到的均轮和本轮的数目竟多达八十多个。

为什么这么复杂？ 根据前面的学习我们知道，同一个运动选不同的参考系描述起来复杂程度就不同。 在当时的观察条件下，人们很自然的以地球为参考系，以为行星都绕着地球转，所以这样描述起来就很复杂了。

日心说：

代表人物：波兰天文学家-------哥白尼（图片展示）

认为太阳是静止不动的，地球和其它行星绕太阳运动。

乔尔丹诺．布鲁诺：日心说的殉道者

日心说的局限：

（1）.哥白尼的日心说只是把宇宙的中心从地球移到了太阳，并没有放弃宇宙中心。

（2）.仍然认为天体运动是完美的匀速圆周运动。 2.、开普勒行星运动定律

（1）第谷与开普勒（投影展示）

开普勒利用第谷多年积累的观察资料，进行了仔细的分析研究。

通过多年的刻苦计算，先后否定了十九种设想，提出了描述行星运动的基本定律。 （2）开普勒第一定律：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。（投影展示）

[教师讲解]：行星的运动轨迹就是这个椭圆形，而太阳就位于椭圆的焦点上。

以前人们认为天体运动都是完美的匀速圆周运动，开普勒通过大量的数据分析得出行星的轨道不是圆，而是椭圆。

（3）开普勒第二定律：太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。（投影展示）

如图：如果时间间隔相等，即：t1= t2，则s1= s2

推论：行星离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。

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（4）开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。即：R3/T2=k （k是一个与行星或卫星无关的常量，但不同星球的行星或卫星K值不一定相等）

说明：

（1）同样适用于宇宙中其它星系（比如地月系）。

（2）K仅与中央天体（太阳系中的太阳，地月系中的地球）有关。不同星系K值一般不同。 （3）若轨道是圆形，R就是圆的半径。 （4）开普勒三定律是经验规律。

（5）开普勒三定律的物理意义：

[讨论与交流]：开普勒三大定律的提出有什么意义？

抽学生回答，老师讲解并补充：

解决了“星行怎样运动”这个问题。澄清了人们对天天运动模糊、神秘的认识。

为牛顿的后续研究奠定了基础。

开创了用数学公式描述物理规律的先河。

开普勒被称为“天上的立法者”

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例题

1．小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道半径为月球半径的3倍，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回，当第一次回到分离点时恰与航天站对接，登月器快速启动所用的时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行，不考虑月球自转的影响，则下列说法正确的是

A．从登月器与航天站分离到对接，航天站至少转过半个周期

B．从登月器与航天站分离到对接，航天站至少转过2个周期

C．航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为

D．航天站做圆周运动的周期与登月器在椭圆轨道上运动的周期之比为

课堂内外

开普勒第三定律的应用： 哈雷彗星的发现

六 板书设计

行星的运动

1、地心说和日心说

（1）

地心说 代表人物：古希腊学者---------托勒密

（2）

日心说 代表人物：波兰天文学家--------哥白尼

2、开普勒三大定律

开普勒第一定律：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。

开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。即：R3/T2=k （k是一个与行星或卫星无关的常量）

七、作业设计：完成本课“练习与评价”

八、教学反思

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