高中物理人教版 (新课标)必修21.行星的运动教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修21.行星的运动教案，共2页。教案主要包含了地心说，日心说，第谷的观测，探究1，分组实验，开普勒三定律，探究2等内容，欢迎下载使用。

1、了解日心说和地心说两种不同的观点。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
重难点：
掌握天体运动的演变过程
熟记开普勒三定律
引入：研究天体的运动是从古到今科学研究的永恒主题。关于行星的运动，历史上有两种对立的说法，这是历史上牺牲最大的科学争论。
新课教学
一、地心说
1、地心说：认为地球是宇宙中心，任何星球都围绕地球旋转。
2、代表人物：托勒密(公元90——168年)
3、存在条件：第一符合人们的日常经验，第二人们多信奉宗教神学，认为地球是宇宙中心。
二、日心说
1、日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
2、代表人物：哥白尼（1473——1543）
3、存在条件：地心说解释天体运动不仅复杂，而且许多问题都不能解释。而用日心说，许多天体运动的问题不但能解决，而且还变得特别简单。
古代的两种学说都不完善，因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进
地心说和日心说的共同点：天体的运动都是匀速圆周运动。
三、第谷的观测
1、第谷（1546——1601）是丹麦的天文学家、观测家，历时20年的观测，记录了行星、月亮、彗星的位置。
2、第谷虽然本人没有描绘出行星运动的规律，但他积累的资料为开普勒的研究提供了坚实的基础
四、探究1: 行星运动的轨道
年份 春分 夏至 秋分 冬至 秋分
2004 3/21 6/21 9/22 12/22
2005 3/21 6/21 9/22 12/22 冬至 夏至
2006 3/21 6/21 9/23 12/21
92天 94天 89天 90天 春分

小结：行星运动的轨道不是圆周运动
提出猜想：那么行星运动的轨道是什么样的呢？
五、分组实验(体验椭圆)
实验准备:两人一组、木板、图钉、线、笔、白纸
小结：两个图钉位置靠的越近，椭圆就越接近于圆
六、开普勒三定律：
1．开普勒第一定律——椭圆轨道定律
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。
注意：九大行星的轨道半径不同且所在的轨道平面不在同一个轨道平面上
2．开普勒第二定律——又叫面积定律
任何一个行星与太阳的联线在相等的时间内扫过的面积相等。
注意：行星环绕太阳公转的角速度不相等
小结：开普勒第一、二定律推翻了地心说和日心说所描述的天体是做匀速圆周运动的结论
3．开普勒第三定律——又叫周期定律
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a3 ／ T2=k
七、探究2
行星 半长轴（×1000000km） 公转周期（天） k值
1水星 57 89.97 K1
2金星 108 225 K1
3地球 149 36 K1
4火星 228 687 K1
5木星 778 4333 K1
6土星 1426 10759 K1
7天王星 2869 30686 K1
8海王星 4495 60188 K1
同步卫星 0.0424 1 K2
月球 0.3844 27.322 K2
环绕同一个中心天体的K值相等
对天体运动的处理方法
由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究可以按圆周运动处理，这样开普勒三定律就可以这样说：
1、多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的速度不变，即行星做匀速圆周运动
3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即
典型例题：
例题1：
关于行星的运动下列说法中正确的（ ）
A、行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B、行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大
C、水星的半长轴最短，则公转周期最大
D、冥王星离太阳最远，绕太阳运行的公转周期最长
例题2：
月球环绕地球的轨道半径为地球半径的60倍，运行周期为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高时，人造卫星随地球一起转动，就象停留在天空中不动一样？