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新人教版高中物理必修二 同步學(xué)案 2019-2020年人教版必修二6.1《行星的運(yùn)動(dòng)》WORD教案4 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1、知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。 2、知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)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(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。 4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。 過(guò)程與方法 通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。 2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用 【學(xué)習(xí)課時(shí)】 1課時(shí) 【探究學(xué)習(xí)】 一、人類認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)的歷史 1、“地心說(shuō)”的內(nèi)容及代表人物： 2、“日心說(shuō)”的內(nèi)容及代表人物： 二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容 開(kāi)普勒第一定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 開(kāi)普勒第二定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 開(kāi)普勒第三定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。即： 在高中階段的學(xué)習(xí)中，多數(shù)行星運(yùn)動(dòng)的軌道能夠按圓來(lái)處理。 引入新課 多媒體演示：天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。 在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無(wú)限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，歷史上有過(guò)不同的看法，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了不懈的探索，通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。 新課講解 一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 問(wèn)1：．古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法? 問(wèn)2．什么是“地心說(shuō)”?什么是“日心說(shuō)”’? “地心說(shuō)’的代表人物：托勒密(古希臘)．“地心說(shuō)’符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢(shì)力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說(shuō)一度占據(jù)了統(tǒng)治地位． 問(wèn)3：“日心說(shuō)”戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，請(qǐng)閱讀第《人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)》，找出“地心說(shuō)”遭遇的尷尬和“日心說(shuō)’的成功之處． 二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律 問(wèn)1：古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)? 問(wèn)2：開(kāi)普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的? ． 問(wèn)3：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么? （多媒體播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件） 開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是 ，太陽(yáng)處在 上． 問(wèn)4：這一定律說(shuō)明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽(yáng)運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎? 圖7.1-1 [做一做] 可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來(lái)畫橢圓．如圖7．1—l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)．鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)． 想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系? 開(kāi)普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積． 問(wèn)5：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰(shuí)大？ 開(kāi)普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟 的平方的比值都相等．（如圖7．1—l） （投影九大行星軌道圖或見(jiàn)教材圖） 問(wèn)6：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學(xué)階段研究中按圓處理，開(kāi)普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢? 1、多數(shù)大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道半徑十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心上。 2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變。 3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等． 若用R代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開(kāi)普勒第三定律可以用下面的公式表示： 比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的恒量。 參考資料：給出太陽(yáng)系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗(yàn)證。 k水=3.361018 K金=3.351018 K地=3.311018 K火=3.361018 問(wèn)7：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，你能猜想出它可能跟誰(shuí)有關(guān)嗎 說(shuō)明：開(kāi)普勘定律不僅適用于行星繞大陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，K是一個(gè)與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。K與中心天體有關(guān)。 【課堂訓(xùn)練】 例1關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（ ） A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) C．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) D．冥王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) 2.為什么說(shuō)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)? 例2已知木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的 倍。 思維入門指導(dǎo)： 木星和地球均為繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星，可利用開(kāi)普勒第三定律直接求解。本題考查開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用。 例3已知地球繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)。在地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率越來(lái)越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動(dòng)情況將如何？ 思維入門指導(dǎo)：行星的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，因此本節(jié)知識(shí)常常和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相綜合。