1. 天体运动课堂实录【2】

《天体运动》教学设计

一、教学目标 1、知识与技能

(1)知道地心说和日心说的基本内容；

(2)知道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；

(3)知道所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方跟周期的二次方的比值相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．

2、过程与方法

(1)理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的；

(2)了解科学发现的艰辛，真理是来之不易的．

3、情感、态度与价值观

通过教学活动，使同学们感受到科学探索的乐趣与科学探究方法的魅力，树立为科学献身的远大理想．

4、重点与难点

重点是开普勒关于行星运动的描述，难点是体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法．

5、教学用具

多媒体课件、实物投影仪、木板、白纸、棉线．

二、教学过程：

二个图片、〔导入新课〕

学生齐读P31页二自然段

自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象吸引了无数智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．我们的祖先发现，大多数星星的相互位置几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景下移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以把它们叫“行星”．

认识宇宙要从行星开始．

新课教学：

一、古人对天体运动的看法及发展过程？ 1、古代人们对天体运动存在哪些看法？

2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？

3、哪种学说占统治地位的时间较长？

4、两种学说争论的结果是什么？ 科学的足迹

1、地心说

代表人物：托勒密 观点：

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。

2、日心说

代表人物：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球。 观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。

3、日心说的进一步完善

（1）

天才观察者：

第谷·布拉赫

把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/

(2) 开普勒：

真理超出希望

开普勒行星运动三定律

[探究1] 行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？

圆？

年份

春分

夏至

秋分

冬至

2004

3/20

6/21

9/23

12/21 2005

3/20

6/21

9/23

12/21 2006

3/21

6/21

9/23

12/21 春92天

夏94天 秋89天 冬90天

秋冬两季比春夏两季时间短

第谷（丹麦）

二十年的精心观测

开普勒（德国）

潜心研究 8分的误差 四年多的刻苦计算 否定19 种假设 行星轨道为椭圆

假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动, 太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得从秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。

1、开普勒第一定律：（轨道定律） 所有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。

2、开普勒第二定律（面积定律）

对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 3、开普勒第三定律：

（周期定律） 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

a：半长轴

T：公转周期

[探究2]

行星

半长轴(x106km) 57 108 149 228 778 1426 2869 4495 0.0424 0.3844 公转周期(天) 87.97 225 365 687 4333 10759 30686 60188 1 27.322 K值

水星

金星

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

同步卫星

月球

3.36×1018

3.35×1018

3.31×1018

3.36×1018

结论：

k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。 思考： 实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？

1、多数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。

[课堂训练]

1、宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是

地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ C ）

A. 3年

B. 9年

C. 27年

D. 81年

2、下列说法正确的……( D ) A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动

B、太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动

C、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动

D、“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的

课堂小结

本节是本章的开首篇，所述天体运动的描述及理论的发展过程是后续几节的基础和理论依据，学习时重点掌握开普勒关于行星运动的理论描述，深刻领会本节体现出的物理研究方法，例如观察、实验、提出假说、数学推理、建立模型等方法，逐步培养自己的学习、研究能力．

小组讨论

1、你觉得我们从人类对天体、宇宙的认识历史过程中可以学到哪些东西？ 2、科学家的哪些精神值得我们学习？ 3、本节课，对你有何启发？

板书设计

1 行星的运动

一、“日心说”与“地心说”的发展史

代表人物：亚里士多德、托勒密1．地心说内容：代表人物：哥白尼2．日心说内容：

二、开普勒行星运动定律

1．开普勒第一定律(轨道定律) 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．

2．开普勒第二定律(面积定律) 对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．

3．开普勒第三定律(周期定律或和谐定律) 所有行星运行轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．