2022年西北师大附中高一物理教案第一节行星的运动规律

1、学习必备欢迎下载课题第一节：万有引力定律教 学学问目标：目标1明白“地心说”和“日心说”两种不同的观点及进展过程；知道开普勒对行星运动的描述.2. 明白万有引力定律得出的思路和过程；懂得万有引力定律的含义， 知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律；3. 明白卡文迪许试验装置及其原理；知道引力常量的物理意义及其数据值；才能目标：1. 培育同学在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过试验验证的正确熟悉事物本质的思维方法；培育同学在处理问题时，要抓住主要冲突，简化问题，建立模型的才能与方法；培育同学的科学推理才能；2. 通过卡文迪许如何测定微小量的思想方法，培育同学开动脑筋，敏

2、捷运用所学学问解决实际问题的才能；课型新授课课时1 课时重点万有引力定律的内容及表达公式难点万有引力定律得出的思路和过程；测引力常量的思想方法；教 学讲授、分析推理、归纳总结的方法；方法教具教学过程教材分析这一部分内容对同学来说是抽象的、生疏的，甚至无法去感知.对天体的运动充满奇怪又觉得特别神奇而不易懂得；所以我们必需去引导同学明白人们对星体运动熟悉的进展过程，从“日心说”和“地心说”的内容到其两者之间的争辩，从第谷的精 心观测到开普勒的数学运算，在同学整体感知的过程中引导同学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，并激发他们喜爱科学、探究真理的求知热忱；这一部分内容内容包括“地

3、心说” “日心说”的内容及争辩的焦点、开普勒定律的内容等学问点；引入课题我们与很多生灵生活在地球上，白天我们沐浴着太阳的光辉.夜晚，仰视苍穹， 繁星闪耀， 漂亮的月亮把我们带入了无限的遐想之中，这浩渺无垠的宇宙中有着很多的大小不一、形状各异的天体，它们的神奇始终让我们期望明白，并不断地去探究，而宏大的天文学家、物理学家已为我们的探究开了头，让我们对宇宙来一个初步的明白；第一，我们来明白行星的运动情形；新课教学一、行星的运动1在浩渺的宇宙中，存在着很多大小不一、形状各异的星球，而这些天体是如何运动的呢？（ 1）地心说在古代，人类最初通过直接的感性熟悉，建立了“地心说”的观点，认为地球是静止不动的

4、， 而太阳和月亮绕地球而转动；代表人物： 托勒密； 太阳总是从东边升起， 从西边落下， 似乎太阳绕地球转动； 由于“地心说” 比较符合人们的日常体会，正好， “地心说”的观点也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以“地心说”统治了人们很长时间.但是随着人们对天体运动的不断争论，发觉“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多；假如把地球从天体运动的中心位置移到一个一般的、绕太阳运动的行星的位置， 换一个角度来考虑天体的运动，很多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简洁了；（ 2）日心说随着世界航海事业的进展，人们期望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确；再加上第谷等

5、科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完善的解答；当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人信任地球并不是一个平台，而是一个球体， 哥白尼就开头估计是不是地球每天环绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都是环围着太阳做匀速圆周运动；这就是“日心说”的模型；用“日心说”能较好地和观测的数据相符合，但它的思想几乎在一个世纪中被忽视，很晚才被人们接受.缘由有：（ 1）“日心说”只是一个假设；利用这个“假设”，行星运动的运算比“地心说” 简洁得多； 但著作中有很不精确的数据，依据这些数据得出的结果不能很好地跟行星位置的观测结果相符合； （

6、2）当时的欧洲的统治者仍是教会，把哥白尼的学说称为 “异端学说”，由于它不符合教会的利益，致使这个正确的观点被推迟一个世纪才被人们所接受；德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据， 也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来摸索和运算的，但结果总是与第谷的观测数据有 8的角度误差，当时公认的第谷的观测误差不超过2；开普勒想，很可能不是匀速圆周运动；在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦运算，先后否定了 19 种设想，最终最终运算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明白哥白尼的“日心说”是正确的；并总结为行星运动三定律；同学们，前人的这种对问题的一丝不苟、孜孜

7、以求的精神值得大家学习.我们对待学习更应当是脚踏实地，认仔细真，不放过一点疑问，要有喜爱科学、探究真理的热忱及顽强的品质，来实现你的人生价值；2出示行星运动的挂图边看边介绍，让同学对行星运动有一个简洁的感性熟悉；介绍行星运动让同学们的感性熟悉又提高一步；开普勒行星运动的规律开普勒关于行星运动的描述可表述为三定律；我们主要介绍开普勒第肯定律和第三定律；（ 1）开普勒第肯定律轨道定律全部的行星环绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上，这就是开普勒第肯定律；行星运动的轨道不是正圆，行星与太阳的距离始终在变，有时远离太阳，有时靠近太阳；它的速度的大小、方向时刻在转变.板书： 开普勒第肯

8、定律：全部行星环绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上；（ 2）开普勒其次定律行星和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等；行星在远日点运动的慢，在近日点运动的快；（ 3）开普勒第三定律周期定律内容：全部行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，这是开普勒第三定律；3每个行星的椭圆轨道只有一个，但是它们运动的轨道的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值是相等的；我们用 r 表示椭圆的半长轴， t 代表公转周期，表达式数学表达式：rk t 2明显 k 是一个与行星本身无关的量，同学们想一想，k 有可能与什么有关呢？ 同学们开头争论、猜想；都环绕太阳运转，只与中心体有关

9、的一个值了；板书：开普勒第三定律：全部行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都是相同的；表达式：rk （ r 表示椭圆的半长轴， t 表示公转周期）23t同学们知道现在我们已经发觉太阳四周有几颗行星了吗？分别是什么？ 同学回答：金、木、水、火、土、地球、天王星、海王星；评判：（回答的很好） ，那同学们知道哪颗行星离太阳最近？水星； 老师提问：水星绕太阳运转的周期多大？水星绕太阳一周需88 天；老师提问：我们生活的地球呢？约 365 天；补充说明：3（ 1）开普勒第三定律rt 2k 对全部 行星都适合（ 2）对于同一颗行星的卫星，也符合这个运动规律；r3比如绕地球运行的月球与人造卫星

10、，就符合这肯定律kt 2（ k 与行星绕太阳的 k 值不同，中心体变， k 值转变） 小结：1. “地心说”和“日心说”两种不同的观点及进展过程；2. 行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系rk （k 是与行星无关的量） ；23t3. 行星绕太阳的椭圆的半长轴r3 与周期 t2 的比值为 k，仍知道对一个行星的不同卫星，它们也符合这个运行规律，即r23kk 与 k 是不同的 ；t练习：（ 1）行星绕恒星的运动轨道假如是圆形，那么它运行周期t 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设t2/r3=k ,就常数 k 的大小：a 只与恒星的质量有关；b 与恒星的质量及行星的质量有关； c只与行星的质量有关；d 与恒星的质量及行星的速度有关；（ 2）木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳的转动的周期的12 倍， 就木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的倍；（ 3）地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50× 1011m,周期为 365 天