2024-2025學(xué)年高中物理第三章萬有引力定律及其應(yīng)用第1節(jié)萬有引力定律教案2粵教版必修2

PAGE7-第一課時行星的運動【學(xué)問與技能】（1）知道地心說和日心說的基本內(nèi)容；（2）知道全部行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上；（3）知道全部行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與中心天體的質(zhì)量有關(guān)；（4）理解人們對行星運動的相識過程是漫長困難的，真理是來之不易的?！具^程與方法】通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對行星運動的不同相識，了解人類相識事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運動的理解?！厩楦锌捶ㄅc價值觀】（1）澄清對天體運動裨秘、模糊的相識，駕馭人類相識自然規(guī)律的科學(xué)方法。（2）感悟科學(xué)是人類進步不竭的動力?！窘虒W(xué)重難點】理解和駕馭開普勒行星運動定律，相識行星的運動?！窘虒W(xué)過程】一、引入同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了圓周運動，請同學(xué)們想想我們生活中有哪些圓周運動呀？（集體回答）在我們生活中還有這種運動也可以近似看成圓周運動（視頻播放），那原委行星運動有怎樣的規(guī)律呢，接下來就進入我們今日的學(xué)習(xí)——行星的運動。自古以來，當(dāng)人們仰視星空時，天空中壯美絢爛的現(xiàn)象便吸引了他們的留意。才智的頭腦起先探究星體運動的奇妙。直到二十一世紀(jì)的今日，科學(xué)迅猛發(fā)展，人類最終能夠飛出地球，登上月球。還能飛向萬籟俱寂的茫茫太空，探究更遙遠(yuǎn)的星球。但你可知道：人類走到這一步經(jīng)過了多少艱辛曲折？二、地心說與日心說在我們生活的太陽系中，有八大行星，有哪八大行星？（請同學(xué)單獨回答）最初的人們起先探究思索天體是怎么運動是通過干脆的感性相識，如：太陽、月亮從東邊升起，從西邊落下。咦，和我們看到的是一樣的，那換作是我們，我們也會不自覺的認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽月亮等各星體都圍繞地球做簡潔的完備的圓周運動。——地心說，代表人物古希臘的托勒密。但是隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊導(dǎo)航，因而對行星的運動觀測越來越精確.再加上第谷等科學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說”模型很難得出完備的解答.當(dāng)時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人信任地球并不是一個平臺，而是一個球體，哥白尼就起先推想是不是地球每天圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周呢？他假設(shè)地球并不是宇宙的中心，它與其他行星都是圍圍著太陽做勻速圓周運動.這就是“日心說”的模型。日心說認(rèn)為太陽是宇宙的中心，且太陽是靜止不動的，地球和其它行星都繞太陽做簡潔而完備的圓周運動。兩種學(xué)說斗爭的時間很長，從日心說提出到被世人所接受經(jīng)驗了三個世紀(jì)之久，三個世紀(jì)相當(dāng)于三生三世呀，在這其中地心說占據(jù)統(tǒng)治地位的時間較長，因為它比較符合人們的日常閱歷，但是最終日心說戰(zhàn)勝了地心說，因為好多“地心說”不能解析的現(xiàn)象“日心說”則能說明，也就是說，“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實.例如：若地球不動，晝夜交替是太陽繞地球運動形成的.那么，每天的狀況就應(yīng)是相同的，而事實上，每天白天的長短不同，冷暖不同.而“日心說”則能說明這種狀況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。雖然“地心說”符合人們的閱歷，但它還是錯誤的.進而說明“眼見為實”的說法并非肯定正確.例如：我們乘車時視察到樹木在向后運動，而事實上并沒有動(相對于地面).從目前科研結(jié)果和我們所駕馭的學(xué)問來看，“日心說”也并不是肯定正確的，因為太陽只是太陽系的一個中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動的.“日心說”只是與“地心說”相比更精確一些罷了?？梢?，科學(xué)是在不斷進步、更新的，在真理的探究過程中，科學(xué)家們付出的艱辛是自不待言的，其中科學(xué)家布魯諾就因為堅持科學(xué)被宗教處以火刑（可為同學(xué)們普及哥白尼的日心說觀點是他死后發(fā)表的，所以哥白尼沒有被處死，而布魯諾勇于闡述，敢于犧牲）。這種崇尚科學(xué)，追求真理的精神值得我們學(xué)習(xí)！開普勒三大定律那么對與天體怎么運動這個問題，日心說與地心說都只是前人的一種猜想與假設(shè)，而伽利略獨創(chuàng)的望遠(yuǎn)鏡為“日心說”的證明打下了堅實的基礎(chǔ)。在哥白尼去世后三年，科學(xué)史上誕生了一位星學(xué)奇才——第谷（簡要介紹其成就），第谷擅長觀測，而另一位科學(xué)家開普勒卻有極高的數(shù)學(xué)天賦（簡要介紹開普勒），他在探討第谷的火星軌道觀測數(shù)據(jù)時，經(jīng)過長時間計算，進行了70多次嘗試，發(fā)覺他的計算數(shù)據(jù)始終和第谷的觀測數(shù)據(jù)有8′的偏差，他否定了19種假設(shè)，最終發(fā)覺只有假設(shè)軌道是橢圓才能說明這一問題（灌輸提出問題——假設(shè)、猜想——論證的物理方法與思想）。開普勒第肯定律（軌道定律）全部的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在全部橢圓的一個焦點上。普及橢圓學(xué)問，感受行星運動軌跡：——學(xué)生演示太陽行星太陽行星FaO開普勒其次定律（面積定律）開普勒對第谷的觀測數(shù)據(jù)探討了長達(dá)20年的時間，在他發(fā)覺了開肯定律后，他又發(fā)覺了開普勒其次定律和開普勒第三定律。內(nèi)容：對隨意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。1、分析近日點與遠(yuǎn)日點速度大小關(guān)系（學(xué)生分析回答） 得出結(jié)論：近日點速度大，遠(yuǎn)日點速度小2、視察春夏秋冬日期時間統(tǒng)計表年份春分夏至秋分冬至20063/216/219/2312/2220073/216/229/2312/2220083/206/219/2212/2120093/206/219/2312/2209年春天（

天）夏天（

天）秋天（

天）冬天（

天）（學(xué)生分組計算，分析回答）（以09年為例）春天：93天夏天：94天秋天：90天冬天：88天結(jié)論：四季的時間是不相等的，地球繞太陽的運動并不是完備的勻速圓周運動例、如圖所示是行星m繞恒星M運動的狀況示意圖，則下面的說法正確的是：A、速度最大的點是B點B、速度最小的點是C點C、m從A到B做減速運動D、m從B到A做減速運動MABmDC開普勒第三定律（周期定律）全部行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。行星半長軸(x106km)公轉(zhuǎn)周期(天)K值水星57.987.973.36×1018金星108.2224.73.36×1018地球149.63653.36×1018火星227.96873.36×1018木星77843333.36×1018土星1427107603.36×1018天王星2877307993.36×1018同步衛(wèi)星0.042411.02×1013月球0.384427.3221.02×1013a：半長軸T：公轉(zhuǎn)周期分析表格數(shù)據(jù)，得出結(jié)論（學(xué)生分析）k值與中心天體有關(guān)，而與環(huán)繞天體無關(guān)補充強調(diào)：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時比值k是由中心天體所確定的另一恒量。（2）開普勒定律是總結(jié)行星運動的視察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗定律。行星運動近似處理方法行星的軌道與圓非常接近，在中學(xué)我們一般按圓處理，因此：１、行星繞太陽運動的軌道非常接近圓，太陽處在圓心。２、行星繞太陽做勻速圓周運動。３、全部行星的軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等?？傮w來說，就是變速橢圓運動作為勻速圓周運動處理，對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑。例1、關(guān)于開普勒行星運動的公式，以下說法正確的是（）A.k是一個與行星無關(guān)的常數(shù)B.不同星球的行星，k值可能不同C.T表示行星運動的自轉(zhuǎn)周期D.T表示行星運動的公轉(zhuǎn)周期例2、宇宙飛船圍繞太陽在近似圓形的軌道上運動，若軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船繞太陽運行的周期是（）A．3年B．9年C．27年D．81年小結(jié)開普勒第肯定律（軌道定律）全部行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的其中一個焦點上。開普勒其次定律（面積定律）太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。即近日點速率最大，