第七章 万有引力与宇宙航行 1.行星的运动 课标准 素养目标 1.通过史实,了解人类对行星运动规律的认识过。 2.认识科学定律对人类探索未知世界的作用。 1.初步形成太阳系、行星概念,能从一些自然现象认识、辨析此概念。 (物理观念) 2.能在具体问题情境中应用开普勒定律;能对常见的天体现象进行分析和推理,获得结论。 (科学思维) 高端教学引领 【教学建议】 1.开普勒定律的分析: 任务 建议 人类对行星运动的认识 (1)课前让学生阅读教材中的“科学漫步”部分,了解人类对行星运动规律的认识过。 (2)了解“地心说”和“日心说”。 开普勒定律的得来和内容 (1)上网查阅椭圆的相关知识,知道圆与椭圆的关系。 (2)利用动画展示太阳中行星运动的特点,加深对开普勒定律的理解。 2.开普勒定律的应用: 任务 建议 开普勒定律的应用 (1)理解开普勒三定律的相互关系;能利用开普勒第二定律分析行星的速度大小;能利用开普勒第三定律分析半长轴与周期的关系。 (2)能把开普勒定律从椭圆情境迁移到圆情境进行分析论证。 【情境导引】 在第26届国际天文联会通过第5号决议,天文学家投票正式将冥王星划为矮行星 ,自行星之列中除名,曾经的“九大行星”变成了“八大行星”:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 太阳是太阳系的中心天体,占有太阳系总体质量的99.86%。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等,都围绕着太阳公转。 问题导引: (1)不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行,行星运动的轨道有怎样的特点 (2)行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系 课前自主学习 一、地心说和日心说 任务驱动:人类对行星运动规律的认识,经历了两个过,即“地心说”和“日心说”。你能说出“地心说”和“日心说”的代表科学家和他们各自的观点吗 提示:地心说的代表科学家是托勒密,主要观点是地球是宇宙的中心,日心说的代表科学家是哥白尼,主要观点是太阳是宇宙的中心。 项目 代表人物 内容 局限性 地心说 托勒密 地球是宇宙的中心,而且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动 都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符 日心说 哥白尼 太阳是宇宙的中心,而且是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动 二、开普勒定律 定 律 内容、公式 图 示 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 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的时间内扫过的面积相等 开普勒 第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次跟它的公转周期的二次的比值都相等 公式:=k,k是一个与行星无关的常量 【易错辨析】 (1)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动,靠近太阳时速度增大,远离太阳时速度减小。 ( ) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动,且太阳位于椭圆的中心位置。 ( ) (3)行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长。( ) (4)公式=k中的a可认为是行星的轨道半径。 ( ) (5)开普勒第三定律中的常数k与行星无关,与太阳也无关。 ( ) 提示:(1)√ (2)×。太阳位于椭圆的其中一个焦点上。 (3)√ (4)√ (5)×。开普勒第三定律中的常数k与行星无关,但与太阳有关。 课堂合作探究 主题一 开普勒定律的分析 任务1 古代对行星运动规律的认知 【生活情境】 【问题探究】 (1)如图1是“地心说”的示意图,“地心说”的基本观点是什么 提示:地球处于宇宙中心静止不动,从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转。 (2)如图2是“日心说”的示意图,“日心说”的基本观点是什么 提示:哥白尼的日心说的主要观点有: 太阳是 ... ...
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