7.1行星的运动的教案

7.1行星的运动的教案 【教学目标】 1、了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程； 2、知道开普勒对行星运动的描述； 3、培养学生在客观事实的基础上通过分析、推理，提出科学假设，再经过实验检验的正确认识事物本质的思维方法。 4、通过学习，培养学生善于观察、善于思考、善于动手的能力。 5、通过开普勒运动定律的建立过程,渗透科学发现的方法论教育、建立科学的宇宙观。 【教学重难点】 重点 1.理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。 2.理解宇宙中行星的运动规律，掌握人类认识自然规律的科学方法。 难点 1.对开普勒行星运动定律的理解和应用。 2.澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。 【新课导入】 在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一，形态各异的天体，如太阳、地球、月亮、星星等等。这些天体是如何运动的呢？人类最初是通过直接的感性认识以及受宗教的影响，建立了“地心说”，哥白尼分析了托勒密体系中的行星运动，哥白尼用了“将近四个九年的时间”去测算、校核、修订他的学说。提出了“日心说”，“日心说”认为太阳是宇宙的中心，其他天体（包括地球）都绕太阳作匀速圆周运动。“日心说”虽在“地心说”的基础上前进了一大步，第谷等科学家通过长期观测，记录了大量的观测数据，“日心说”解释行星运动时与实际观测的结果仍有一定的误差，最终开普勒通过计算，确立了行星运动的正确图景：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。开普勒对行星运动的描述，为牛顿发现万有引力定律奠定了重要的基础。 【新课讲解】 （一）开普勒定律 开普勒（天体运行的立法者）行星运动定律 十七世纪，德国开普勒在“日心说”的基础上，研究行星运动规律。 开普勒的兴趣和注意力更多地放在改进和完善哥白尼的日心说。 教师提出问题，引起思考与探究：人们研究行星的运动会关注什么问题？ 学生发表意见：作为曲线运动，会关注轨道什么样？运动速度如何？对周期性的运动会关注周期与轨道参量之间有什么关系？ 教师引导： 开普勒整理了他的老师，丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据，在探讨行星轨道性质问题时，弟谷的观测数据与哥白尼体系和日心说不符合。 最初研究火星轨道，发现火星的轨道不是正圆周，尝试用别的曲线表示火星的轨道形状。他当时算出火星的偏心率为0.093，是当时所知的在太阳系内最大的，因此椭圆轨道最为明显。他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论。经过4年之久的研究计算，大胆地抛弃了统制人类2000年的“匀速圆周运动”轨道。 1．开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳在这些椭圆的一个焦点上 引导：研究发现火星的线速度不是均匀的，一天内它与太阳的连线扫过的面积相同。将此结论推广到其它行星，得到面积定律。 2．开普勒第二定律（面积定律）：对任意行星来说，它与太阳的连线（称为径矢）在相同的时间内扫过相同的面积。 SAB=SCD = SEK 教师提出问题：行星在近地点和远地点运动速度大小怎么样？ 学生思考，分析有关速度大小问题。 引导：研究行星的周期，必然发现不同轨道上，行星的周期不同，那么周期与轨道有关参量之间有什么共同的规律吗？希望找到适宜于所有行星的总体模式，把各个行星联系在一起。坚信存在着一个把整体行星完整地联系在一起的一个简单的法则。 3．第三定律：行星绕太阳运动轨道半长轴a的立方与运动周期的平方成正比。 所有行星的椭圆轨道半长轴的立方，与运行周期的平方之比相同。 教师激情讲解：经过九年的反复计算和假设，终于找到在大量观测数据后面隐匿的数据的和谐性，在数字的海洋里提炼出了联系各 ... ...