7.1行星的运动 表格式

课题 7.1行星的运动
教材 章节 高中物理必修二第七章第一节 课型 新授课
授课 时间 授课 地点
教 材 分 析 本节的地位和作用： 本节主要讲述了行星的运动规律的探究过程，是学生学习万有引力定律的基础，也是学生学习本章知识的基础。在编写本节内容时，教材中介绍了许多历史资料，由此我们可以了解有关科学家的探究经历。通过阅读教材我们可以感受到科学家们对于寻求真理，求真求简的科学精神。尊重客观事实，坚持实事求是是科学探究的基本态度和社会责任。 教材内容分析： 本节先介绍了古代人们通过对星空的观察，尝试对探究日月星辰的奥秘，介绍了人类对天体运动的认识路程。由托勒密的地心说到哥白尼的日心说，而后，开普勒通过大量的数据，分析出了开普勒行星运动定律。学习开普勒行星运动定律后再将行星运动轨道视为圆轨道进行分析，方便中学阶段学生对知识的理解与应用按照行星运动的发展历史来学习本节课的内容比较符合学生的认知发展水平。
学 情 分 析 兴趣特点： 本节课通过介绍大量的历史资料，详细地描述了行星运动的探索过程，高中学生对星辰日月的奥秘也有强烈的好奇心，根据这一现实情况，有助于教师开展本节课的教学。 知识与能力基础： 学生通过高一上半学期的学习，已经适应了高中物理的教学方法，对物理的探究特点有了初步认识，学习本节内容相对容易一些。且关于行星运动的知识在很多科学兴趣书上都有介绍，有些学生在阅读课外资料时对本节知识已经有了初步了解。 认知困难： 学生在关于开普勒定律的细节方面没有感性的认识，有关椭圆的知识尚未进行系统的学习，这将是本节课的介绍难点。
教 学 目 标 物理观念： 1.了解人类探究行星运动的过程. 2.知道开普勒行星运动定律的内容和科学价值. 3.了解开普勒定律中的k值，只与中心天体有关. 科学思维： 通过阅读教材，了解托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家研究行星运动的过程，培养学生通过观察实际现象，大胆猜想现象后的真理。 科学态度与责任： 了解科学家们探究物理规律的曲折过程，明白科学家坚持实事求是尊重客观事实、敢于追求真理的科学态度与科学精神.
重 点 与 难 点 重点： 1.理解开普勒行星运动定律并能够应用. 利用开普勒第三定律的公式解决实际问题. 难点： 1.培养学生对天体运动的感性认识. 2.开普勒行星运动定律的应用.
教 学 方 法 以讲授法为主，系统地讲授行本节课内容，再结合问答发与讨论法，让学生体会科学家们探索真理的过程.
教 学 用 具
教 学 过 程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
课前预习 课前安排学生在课下阅读本节教材，并查阅相关资料，对本节内容进行初步了解。在预习时让学生注意以下几个问题： 1.心说和日心说的内容是什么？ 2.开普勒行星运动定律有几条？分别是什么？有什么物理意义？ 引导学生对课本中的知识产生好奇心，并记下自己不理解的地方，在课堂上着重学习。 提前阅读教材，了解人类探索行星运动规律的过程，在预习过程中，注意思考老师提出的问题，对于课本中不理解的地方要记录下来，在课堂上听老师讲解。 1.提前预习可以让学生初步了解本节知识，还可以引起学生好奇心，在预习的过程中让学生思考教师提出的问题，可以让学生把注意力放到本节课的重点内容上，有利于本节课的开展。
课堂讲授 1.根据教材内容和科学漫步部分，按讲授人类对行星运动规律的认识。介绍三位天文科学家托勒密、哥白尼和开普勒，并介绍他们的学说地心说和日心说的内容。托勒密的地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都围绕地球运动。哥白尼的日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕着太阳做匀速圆周运动。开普勒的日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕着太阳运动，但不是匀速圆周运动（运行轨道是椭圆，而且运行的速度在不断变化） 2.教师提问学生探究开普勒对行星运动的描述与哥白尼的日心说有何不同？带着这个问题，教师带领学生学习开普勒行星运动定律。 （1）开普勒第一定律 1.内容：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，因此开普勒第一定律又叫轨道定律； 2.补充椭圆的相关知识，介绍画椭圆的方法，焦点、焦距、长轴、短轴等知识点： 3.行星绕太阳运动的轨道均是椭圆，太阳位于椭圆的其中一个焦点上。 （2）开普勒第二定律 1.内容：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，因此开普勒第二定律又叫面积定律； 2.利用行星在相同时间t内运行过的弧长的大小，推断出当行星离太阳较近的时候，运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小，故近日点速率最大，远日点速率最小。 3.画图介绍春分、夏至、秋分、冬至、近日点、远日点时刻，地球和太阳的位置关系： （3）开普勒第三定律 ①内容：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，因此又叫做周期定律； ②公式a3/T2=k；a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，k是一个对所有行星都相同的常量。 3.讲行星运动的轨道按照圆轨道处理。引入偏心率e的定义：e=c/a，介绍行星的偏心率都非常小，所以在中学阶段将行星运动的轨道视为圆轨道。 4.再讲开普勒定律进行相应的转变： （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）不变，即行星做匀速圆周运动。 （3）所以行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即r3/T2=k。 1.听教师讲授，了解探究行星运动过程的经历。 了解托勒密的地心说的主要观点：地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都围绕地球运动。 了解哥白尼的日心说的主要观点：日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕着太阳做匀速圆周运动。开普勒的日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕着太阳运动，但不是匀速圆周运动。 跟随老师，探究开普勒的日心说中，行星运动的轨迹是什么样的？ 2.理解开普勒行星运动定律的内容，理解椭圆的相关知识。 3.明确行星按照椭圆轨道运行，太阳处在椭圆的一个焦点上；行星运动的速度和它与太阳之间的距离有关；对于一个恒星，它的行星的k值大小相等。 3.明白将行星运动轨道视为圆轨道的原因。学会利用圆轨道近似的方法解答行星运动的问题.将行星运动的椭圆轨道近似成匀速圆周运动，在解答此类问题是就可利用之前学过的匀速圆周运动的知识，更适合高中学生的能力。 1.通过讲授法教学，有利于学生系统、充分的了解地心说、日心说的内容。再让介绍哥白尼与开普勒的日心说是不同的，引起学生对开普勒的日心说产生好奇，带领学生学习开普勒行星运动定律的内容。 2.对有关的数学知识进行补充。高一下学期的学生还没有在数学上还没有学过圆锥曲线的内容，在理解行星运动的椭圆轨道时可能没有清晰的感受，所以在讲授本节课时有必要补充一些关于椭圆的长轴、短轴、焦点、偏心率的概念，更好地帮助学生理解开普勒定律. 3.补充课本上没有的知识：近日点、远日点和行星运行速度变化等知识，让学生更全面地掌握开普勒的行星运动定律。
巩固与练习 1.在讲授完本节内容后，教师带领学生对课堂的重点知识进行总结： （1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的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）：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a3/T2= k。 2.课前准备几道相关的题目，在课上解答，巩固本节课的知识： 1.在老师的带领下对本节课的重点内容进行整理总结，明确本节的重点知识是哪些。 2.思考老师布置的课堂问题，巩固本节知识，能够利用行星运动定律解决基本问题。 1.通过小结整理，帮助学生掌握本节课的重点内容 2.授课完成后带领学生做几道小题，加深学生对本节内容的理解： （1）×，行星运动的轨迹是椭圆，而且速度也在发生变化； （2）√，a3/T2=k，因为一个恒星的所有行星，它们的k都是相同的，所以当a越大时，T也将越大； （3）×，开普勒定律适用于所有行星绕恒星的运动。
课后作业 布置适量的课下作业，并安排学生对不熟悉的知识进行补充。关注学生对本节课知识的理解情况，根据学生的反馈，进一步完善自己的教学方法等。 学生课下完成作业并且查缺补漏，完善本节知识。不会的地方可以问同学或者老师。 利用课下时间，学生自行消化本节课的知识，保证学生真正学会。
板 书 设 计