3.1 《认识天体运动》教案

《认识天体运动》教学设计
教学目标：
通过对天体运动初步认识，加深对运动观念的理解；
了解地心说、日心说，开普勒行星运动定律，体会观察和模型建构在认识行星运动规律中的作用，培养科学思维；
能用开普勒三大定律解决天体运动问题，认识科学定律对人类探索未知世界的作用。
通过学习本节内容，学习科学家求真、勇于探索的精神，培养学生尊重客观事实、坚持严谨求实的科学态度和社会责任意识。
教学重点：
开普勒行星运动定律
教学难点：
开普勒第三定律中值的理解
教学方法：
设置问题情境，引导学生阅读、组织讨论
课时安排：1课时
问题引入：
人类对天体运动的认识，经历了漫长的发展过程。那么，天体运动有什么规律？地面物体的运动规律是否适用于宇宙中天体的运动？
新课教学：
从地心说到日心说
学生阅读教材，回答问题。
【思考问题】（1）什么是“地心说”？它的核心内容是什么？
“地心说”在历史上所起的积极作用是什么？消极作用又是什么？
哥白尼的“日心说”有事实依据吗？
“地心说”与“日心说”两种学说争论的焦点是什么？
开普勒定律
【讨论与交流】请思考讨论如何利用图钉和细线画椭圆？
开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。
【思考问题】（1）开普勒第一定律解决了天体运动的什么问题，为何也叫轨道定律？
行星围绕中心天体运动过程速率是否有变化？你的依据是什么？
对于一个行星围绕中心天体运动在不同轨道或多个行星同时围绕同一中心天体运动，会遵循什么规律？
开普勒第三定律：所有行星的轨道半长轴的三次方与它公转周期的二次方之比都相等。
数学关系式：
“”的意义：与行星无关，只与太阳有关，不同的星系的“”值不一样，与中心天体有关。
【讨论与交流】（1）根据开普勒定律，行星绕太阳的运动在近日点速率大，还是在远日点速率大？为什么？
（2）某行星在近日点到太阳的距离为，在远日点到太阳的距离为，过近日点时的速率为，过远日点时的速率约为多少？（提示：计算足够短的时间内行星与太阳连线扫过的面积）
课堂小结：
知道“地心说”与“日心说”的内容，了解人们探索太空的历史。
能利用开普勒定律分析天体运动问题。
课后作业：
第2题