1. 天体运动教学实录与评析

6.1行星的运动

一、教学目标

1.了解人类对行星运动规律的认识过程。

2.了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用。

3.知道开普勒行星运动定律，知道开普勒行星运动定律的科学价值，了解开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关。

4.体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神，体会对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。

二、教学重难点

重点

“日心说”的建立过程和行星运动的规律；

人类认识行星运动规律的过程；开普勒三定律

难点

开普勒三定律内容的理解

三、教学过程

新课导入：观看短视频（天体运动发展史）

在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如太阳、地球、月亮、星星等。这些天体是如何运动的呢？人类最初是通过直接的感性认识以及受宗教的影响，建立了“地心说”，大约在公元150年，希腊的托勒密,提出了地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。十六世纪，波兰的哥白尼提出了“日

心说”，他认为太阳是静止不动的, 地球和其他行星都绕太阳运动。意大利的布鲁诺被活活烧死在了鲜花广场上，成为了日心说的第一个牺牲品。后来，丹麦的第谷用了20年的时间进行了更准确的测量并记录了大量的观测数据，他将人们测量天体位置的误差由10分减小到2分，再后来，德国天文学家开普勒研究了第谷的观测数据，先后得出了开普勒三大定律。

新课讲授：

探究一：行星运动的轨道形状

学生总结四季变化及周期： 春天：92天 夏天：94天

秋天：89天 冬天：90天

表一：各年四节气具体日期统计表

结论：四季的时间是不相等的，

且秋冬比春夏短

地球绕太阳的运动并不是完美

的匀速圆周运动

探究二：开普勒行星运动定律

1.开普勒第一定律：（学生观看天体运动动图）

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：（学生观看行星绕太阳运动动图）

对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面

积。

思考：行星离太阳的距离与行星公转的线速度大小有什么对应关系？

=> 离太阳越近，线速度越大；离太阳越远，线速度越小

3.开普勒第三定律：

所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

表达式：

= k（a：轨道半长轴；T：行星绕太阳公转的周期）

探究三：K值与中心天体、环绕天体是否有关

结论：k值只与中心天体有关，与环绕天体无关

实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道来处理，那么开普勒定律的形式又如何？

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）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公转周期的二次方的比值都相等。

四、课堂练习

1.关于行星的运动,下列说法正确的是 ( B ) A、行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越大

B、行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大

C、行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越大

D、以上都不对

2.

开普勒关于行星运动的公式r3/T2=k,以下理解正确的是( AD ) A、k是一个与行星无关的常量

B、k代表行星运动的轨道半径

C、T代表行星运动的自转周期

D、T代表行星绕太阳运动的公转周期

3.

一种通信卫星需要

“静止”在赤道上空的某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同。请你估算：通信卫星离地心的距离大约是月心离地心距离的几分之一？

设通信卫星离地心的距离为

，运行周期为

，月心离地心的距离为

，月球绕地球运行的周期为

，根据开普勒第三定律

五、本课小结

行星的运动

1．“地心说”与“日心说”的发展过程及代表人物

2．开普勒三大定律内容：

①椭圆轨道定律

②面积定律

③周期定律

六、课后作业

书本课后问题与练习

课时作业本第六章第一课时