行星的运动
教材分析
本节内容对全章的教学起着引领性的作用,同时又为本章的重点内容万有引力定律的学习起一个铺垫的作用,本节内容的突出特点是;知识容量较少,但包含的科学史料十分丰富。因此,本节的教学设计应立足于对学生进行科学精神,科学思想方法的教育。让学和在科学家关于天体运动问题的研究历史中,感悟科学求真,求简的科学思想方法和科学精神。
学情分析
从学生已经具有的知识基础来讲,学生对有关科学家的事例可能略知一二,但对科学家的发现,发明内容的了解还不够系统和准确。
教学目标
知识与技能
知道地心说和日心说的基本内容。知道开普勒三定律的内容。理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的。
过程与方法
通过托勒密、哥白尼、第谷·、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。
情感态度价值观
1.澄清对天体运动神秘模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法。
2.感悟科学是人类进步不竭的动力。
教学重点
开普勒行星运动定律
教学难点
对开普勒行星运动定律的理解和应用
教学过程
引入新课
在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,历史上有过不同的看法,科学家对此进行了不懈的探索,通过本节内容的学习,将使我们正确地认识行星的运动。
新课讲解
一、古代对行星运动规律的认识
问1:.古人对天体运动存在哪些看法 “地心说”和“日心说”.
问2.什么是“地心说” 什么是“日心说”’
“地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动, “日心说”则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.
“地心说’的代表人物:托勒密(古希腊).“地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识,故地心说一度占据了统治地位.
二、开普勒行星运动三定律
问1:古人认为天体做什么运动
古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动.
问2:开普勒认为行星做什么样的运动 他是怎样得出这一结论的
开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这一差别.
问3:开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律 具体表述是什么
开普勒行星运动定律从行星运动轨道,行星运动的线速度变化,轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律.
(多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件)
开普勒第一定律: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.
问4:这一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗 不同.
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.
问5:如图7.1-2所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大?
因为相等时间内面积相等,所以近日点速率大。
开普勒第三定律: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.(如图6.1—l)
问6:由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在中学阶段研究中按圆处理,开普勒三定律适用于圆轨道时,应该怎样表述呢
1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆,太阳处在圆心上。
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。
3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等.
若用R代表轨道半径,T代表公转周期,开普勒第三定律可以用下面的公式表示:
比值k是一个与行星无关的恒量。
板书设计
分层练习
C类
1.关于日心说被人们所接受的原因是( )
A.以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题
B.以太阳为中心,许多问题都可以解决,行星的运动的描述也变得简单了
C.地球是围绕太阳转的
D.太阳总是从东面升起从西面落下
B类
2.6、设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为 ( )
A. 1/3 B. 1/9 C. 1/27 D. 1/18
A类
3.地球公转运行的轨道半径R=1.49×1011m,若把地球的公转周期称为1年,土星运行的轨道半径是r=1.43×1012m,那么土星的公转周期多长?
答案:29.7年