7.1行星的运动 教案

课题 行星的运动 备课时间：
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浩瀚宇宙，星辰大海，引得古今中外无数佳话。那么在缺少浪漫情怀的科学家眼中，宇宙是什么呢？同学们你们心目中的宇宙是什么样的呢？地心说vs日心说托勒密的地心说和哥白尼的日心说的基本观点分别是什么？为什么地心说会被人类长时间接受？为什么日心说最终战胜了地心说？地心说错了吗？其实，地心说并没有错，相对于日心说而言仅仅只是改变了参考系。地心说是以地球为参考系看宇宙，而日心说是以太阳为参考系看宇宙。托勒密的地心说虽然复杂，但是它却可以解释人类所观测到的行星的运动，所以被人类所广泛接受。包括哥白尼本人也非常推崇地心说，他本人最后的感慨也是努力一生也能够基本理解地心说的模型，所以托勒密是一位非常伟大的科学家。当然，这不是简单的参考系的变化，这是人类思想的一次重大解放，从此人类的视角超越了地球。书上是这么评价的：就像那个时期艺术家们的眼光超越了宗教艺术、哥伦布的眼光超越了欧洲一样，哥白尼的眼光超越了地球。他把地球看成空间的一个物体，一个与其他天体相似的物体。这个观念是如此开放，以至在他面前，地球中心宇宙观显得那么狭隘和偏执。他动情地写道：“太阳在宇宙正中坐在其宝座上。在这壮丽的神殿里，有谁能将这个发光体放在一个更好的位置上以让它同时普照全宇宙？…… 于是我们在这样的安排中找到了这个世界美妙的和 谐……”托勒密和哥白尼都坚信天体运动是非常神圣的，天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。开普勒三大定律哥白尼的日心说提出以后，引起了强烈的反响，支持者很多，反对者也不少。其中的一个支持者就是我们熟悉的伽利略先生，他发明了望远镜1609 年，他发现了围绕木星转动的“月球”，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。其中一个反对者就是丹麦物理学家第谷。他希望通过准确地观测来否定日心说。他穷尽毕生之力一直在观察，积累了大量的数据： 毕生精力投入到行星位置的测量中。在他以前，人们测量天体位置的误差大约是10′，第谷把这个不确定性减小到2′。他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。下图是第谷的数据，大家有没有看出一些规律呢？
教学过程设计 【介绍开普勒的生平】开普勒用了16年的时间，看出了其规律，可以用三句话来总结：1.所有的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。（用软件模拟椭圆）2. 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。（强调近地点和远地点）3.所有行星的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。开普勒的评价：
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