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新人教版高中物理必修二 同步學案 2019-2020年人教版必修二6.1《行星的運動》WORD教案4 【學習目標】 知識與技能 1、知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。 2、知道所有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、知道所有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)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。 4、理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，真理是來之不易的。 過程與方法 通過托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運動的理解。 情感態(tài)度與價值觀 1、澄清對天體運動神秘模糊的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。 2、感悟科學是人類進步不竭的動力。 【學習重點】 開普勒行星運動定律 【學習難點】 對開普勒行星運動定律的理解和應用 【學習課時】 1課時 【探究學習】 一、人類認識天體運動的歷史 1、“地心說”的內(nèi)容及代表人物： 2、“日心說”的內(nèi)容及代表人物： 二、開普勒行星運動定律的內(nèi)容 開普勒第一定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 開普勒第二定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 開普勒第三定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。即： 在高中階段的學習中，多數(shù)行星運動的軌道能夠按圓來處理。 引入新課 多媒體演示：天體運動的圖片瀏覽。 在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領域。人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，歷史上有過不同的看法，科學家對此進行了不懈的探索，通過本節(jié)內(nèi)容的學習，將使我們正確地認識行星的運動。 新課講解 一、古代對行星運動規(guī)律的認識 問1：．古人對天體運動存在哪些看法? 問2．什么是“地心說”?什么是“日心說”’? “地心說’的代表人物：托勒密(古希臘)．“地心說’符合人們的直接經(jīng)驗，同時也符合勢力強大的宗教神學關(guān)于地球是宇宙中心的認識，故地心說一度占據(jù)了統(tǒng)治地位． 問3：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說”，請閱讀第《人類對行星運動規(guī)律的認識》，找出“地心說”遭遇的尷尬和“日心說’的成功之處． 二、開普勒行星運動三定律 問1：古人認為天體做什么運動? 問2：開普勒認為行星做什么樣的運動?他是怎樣得出這一結(jié)論的? ． 問3：開普勒行星運動定律哪幾個方面描述了行星繞太陽運動的規(guī)律?具體表述是什么? （多媒體播放行星繞橢圓軌道運動的課件） 開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是 ，太陽處在 上． 問4：這一定律說明了行星運動軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運行時橢圓軌道相同嗎? 圖7.1-1 [做一做] 可以用一條細繩和兩圖釘來畫橢圓．如圖7．1—l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細繩滑動，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． 想一想，橢圓上某點到兩個焦點的距離之和與橢圓上另一點到兩個焦點的距離之和有什么關(guān)系? 開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積． 問5：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運行，太陽位于橢圓的一個焦點上行星在遠日點的速率與在近日點的速率誰大？ 開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟 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教材圖） 問6：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學階段研究中按圓處理，開普勒三定律適用于圓軌道時，應該怎樣表述呢? 1、多數(shù)大行星繞太陽運動軌道半徑十分接近圓，太陽處在圓心上。 2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（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，開普勒第三定律可以用下面的公式表示： 比值k是一個與行星無關(guān)的恒量。 參考資料：給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗證。 k水=3.361018 K金=3.351018 K地=3.311018 K火=3.361018 問7：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，比值k是一個與行星無關(guān)的常量，你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎 說明：開普勘定律不僅適用于行星繞大陽運動，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，K是一個與行星質(zhì)量無關(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)。 【課堂訓練】 例1關(guān)于行星的運動以下說法正確的是（ ） A．行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越長 B．行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長 C．水星軌道的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長 D．冥王星離太陽“最遠”，公轉(zhuǎn)周期就最長 2.為什么說曲線運動一定是變速運動? 例2已知木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的 倍。 思維入門指導： 木星和地球均為繞太陽運行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應用。 例3已知地球繞太陽作橢圓運動。在地球遠離太陽運動的過程中，其速率越來越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運動情況將如何？ 思維入門指導：行星的運動為曲線運動，因此本節(jié)知識常常和曲線運動知識相綜合。