高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动学案及答案

7.1  行星的运动

★教材分析

本节内容对学生来说是抽象的、陌生的，甚至无法去感知。对天体的运动充满好奇，又觉得非常神秘而不易理解。所以我们必须去引导学生了解人们对星体运动认识的开展过程，从“日心说〞和“地心说〞的内容到其两者之间的争论，从第谷的精心观测到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过程中引导学生体会这些大师们的思路、方法及他们的一丝不苟的科学精神，并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。要充分应用好64页课后阅读材料。

★新课标要求

〔一〕知识与技能

1、知道地心说和日心说的根本内容。

2、知道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。

3、知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。

〔二〕过程与方法

通过多媒体展示让学生了解托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家以及他们在研究天体运动的奉献。教师向学生讲授开普勒三大定律。

〔三〕情感、态度与价值观

1、澄清学生对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

2、让学生感悟科学是人类进步不竭的动力。

★教学重点

开普勒行星运动定律

★教学难点

对开普勒行星运动定律的理解和应用

★教学方法

 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

★教学工具

计算机、投影仪等多媒体教学设备

★教学过程

〔一〕引入新课

教师活动：在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体。白天我们沐浴着太阳的光芒，夜晚，仰望苍穹，繁星闪烁，美丽的月亮把我们带入无限的遐想中。由这些天体所组成的宇宙始终是人们渴望了解又不断探索的领域。经成百上千年的探索，伟大的科学家们对它已经有了一些初步的了解。本节我们就共同来学习前人所探索到的行星的运动情况。

〔二〕进行新课

1、古人对天体运动的看法及开展过程

教师活动：引导学生阅读教材第一段，用视频介绍“地心说〞与“日心说〞的开展历史。

学生活动：阅读课文，并从课文中找出相应的答案。学生代表发言。

2、开普勒行星运动定律

教师活动：引导学生阅读教材，投影出示以下提纲：

1、古人认为天体做什么运动?

2、开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的？

3、开普勒行星运动定律哪几个方面的描述了行星绕太阳运动的规律？具体表述是什么？

学生活动：阅读课文，并从课文中找出相应的答案。学生代表发言。

1、古人把天体的运动看得十分神圣，他们认为天体的运动不同于地面物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动.

2、开普勒认为行星做椭圆运动。他发现假设行星作匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星作椭圆运动，才能解释这一差异。

3、开普勒行星运动定律从行星运动轨道、行星运动的线速度变化、轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律。具体表述为：

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。

第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。

第三定律：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。即：

比值k是一个与行星无关的常量。

教师活动：认真听取学生代表发言，点评总结。引导学生深入探究：

思考：比值k与行星无关，你能猜测出它可能跟谁有关吗?

实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢？

学生活动：分组讨论，并根据课文、挂图及录像所提供的线索得出答案。学生代表发言。

根据开普勒第三定律知：所有行星绕太阳运动半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是一个常数k，可以猜测，这个“k〞一定与运动系统的物体有关。因为常数k对于所有行星都相同，而各行星是不一样的，故跟行星无关，而在运动系中除了行星就是中心天体——太阳，故这一常数“k〞一定与中心天体——太阳有关。

[自查自测]

1．判断正误：

(1)绕太阳运动的行星的轨道都是圆．(　　)

(2)围绕太阳运动的行星的速率是不变的．(　　)

(3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．(　　)

(4)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．(　　)

(5)地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼．(　　)

2．问题思考：

(1)太阳每天都是东升西落．这一现象是否说明太阳是绕着地球转的，为什么？

(2)如图是火星冲日年份示意图，观察图中地球、火星的位置，思考地球和火星谁的公转周期更长．

3．以下说法中正确的选项是(　　)

A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动

B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动

C．地球是绕太阳运动的一颗行星

D．日心说和地心说都是错误的

4．以下关于行星绕太阳运动的说法中，正确的选项是(　　)

A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处

C．离太阳越近的行星运动周期越长

D．所有行星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

5．关于行星的运动，以下说法正确的选项是(　　)

A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长

B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长

C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长

D．海王星离太阳“最远〞，公转周期就最长

经典例题回忆

[例1]　以下关于对开普勒第三定律a3T2＝k的理解，正确的选项是(　　)

A．T表示行星的自转周期

B．k是一个与行星无关的常量

C．该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动

D．假设地球绕太阳运转的半长轴为a1，周期为T1，月球绕地球运转的半长轴为a2，周期为T2，由开普勒第三定律可得a3/T21＝a23/2T22

1．如图是行星m绕恒星M运行的示意图，以下说法正确的选项是(　　)

A．速率最大点是B点

B．速率最小点是C点

C．m从A点运动到B点做减速运动

D．m从A点运动到B点做加速运动

[例2]　一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，地球位于椭圆轨道的一个焦点上，如下图，地球距离卫星的近地点A的距离为L，距离卫星的远地点B的距离为s，求卫星在A点和B点的速度之比．

★课后作业

地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道那么是一个非常扁的椭圆．天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现．哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星．哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，该星下次飞近地球是哪一年？

板书设计

一、古人对天体运动的看法及开展过程

二、开普勒行星运动定律

开普勒第一定律

开普勒第二定律

开普勒第三定律

三、教学总结

教学反思：