行星运动的教学设计

行星运动的教学设计

教学目标

【教学目标】

一、知识目标

1,了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程;

2.知道开普勒对行星运动的描述；

3.知道天体运动的近似处理方法。

二、能力目标

1.培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科

学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方

法；

2.通过学习，培养学生善于观察、善于思考和提高实际

应用的能力；

3.通过体验性活动提高学生实践的意识。

三、德育目标

1.通过开普勒行星运动定律的建立过程，渗透科学发现

的方法论教育，建立科学的宇宙观和价值观；

2.激发学生热爱科学、探索真理的求知热情；

3.培养学生交流合作以及评价探究结果的素养。

教学重难点

【教学重点】

1.“日心说”的建立过程。

2.行星运动的规律。

【教学难点】

1.学生对天体运动缺乏感性认识。

2.开普勒行星运动规律的应用。

教学过程

点评小

导人新课：〃回答1：“点点”并通过欣赏短文

非实指天体大小，而是因激发学生深层次的

（展示幻灯片）引导学生交流斟酌短为它们距离我们非常遥思考和探究的热情

文中的字词，并发表自己的看法。“在浩远.与积极性.，

瀚的夜空中，点点繁星就像一颗颗晶莹剔

透的宝石镶嵌在广袤的苍穹之回答2：“镶嵌”是

上……”一名中学生关于夜空的描述。＜形象生动的描述，此处是

否恰当？『

我们与无数生灵生活在地球上，白天

我们沐浴着太阳的光辉。夜晚，仰望苍穹，

繁星闪烁，美丽的月亮把我们带入了无限

的遐想之中，这浩瀚无边的宇宙中有着无

数的大小不一、形态各异的天体，它们的

神秘始终让我们渴望了解，并不断地去探

索。而伟大的天文学家、物理学家已为我

们的探索开了头，让我们对宇宙来一个初

步的了解.首先，我们来了解行星的运动

情况."

板书：行星的运动。。

-1A1

一、•地心说”和“日心说”的发展

as，

1a1上1

在古代，人类最初通过直接的感性认

识，建立了“地心说”的现点，认为地球

是静止不动的，而太阳和月亮绕地球而转

动。因为“地心说”比较符合人们的日常让学生充分体

经验，太阳总是从东边升起，从西边落下，会人类在对行星运

借助星星的位置为船队导航，因而对行星

的运动现测越来越精确。再Mut第谷等科

学家经过长期湿测及记录的大量的观测效

据，用拉勒密的“地心说”模型很难得出

完美的解答.当时，哥伦布和麦哲伦的探

险航行已经使不少人相信地球并不是一个

平台，而是一个球体，哥白尼就开始推测

是不是地球每天围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

其他行星都是围绕着太阳做匀速扇周运

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略，很晚才

被人们接受,原因有：⑴“日心说”只是

一个假设.利用这个“假设”，行星运动

的计算比“地心说”容易得多。但著作中

有很不精确的数据。根据这些数据得出的

结果不能很好地跟行星位置的现测结果相

符合。（2）当时的演洲的统治者还是教会，

把哥白尼的学说称为“异端学说”，因为

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.一

科学家的伟大

德国的物理学家开普勒继承和总结了既在于严谨的科学

他的导师第谷的全部观测资料及观测数态度与科学精神，

据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的也需要极大的推翻

模型来思考和计算的，但结果总是与第谷权威的勇气.*

的观测数据有8的角度娱差，当时公认的

第谷的现测误差不超过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计算，先

后否定了19种设想，最后终于计算出行星

是绕太阳运动的，证明了哥白尼的“日心

说”是正确的.♦

同学们，通过对人类对行星运动的认学生踊跃发表自己的

识过程。你有什么感想？一感想：d

引导学生在课后阅读｛科学足迹）/前人的这种对问题的

一丝不苟、孜孜以求的精

虽然哥白尼等人否定了地心说，但仍神值得大家学习。我们对

然认为其他行星围绕太阳做圆周运动。这待学习更应该是脚踏实

个观点是错误的，开普勒在第谷对780颗地，认认真真，不放过一4J

点疑问，要有热爱科学、

出了惭圆轨道定律、面积定律和周期定律…探索真理的热情及坚强的

品质，来实现我们的人生

引出新课-价值。3

二、-

（i）出示行星运动的挂图~

（2）放有关行星运动的视频/

开普勒第一定律（椭图轨道定律）：

所有的行星分别在大小不同的椭扇轨道上

闱统太阳运动，太阳是•在i文曲描扇的一个

焦点上--

^Tg

学生可低声交流：一

….…i….…G

K太阳：，

;_边看边介绍，

让学生对行星运动

有一个间单的感性

（3）体验活动：椭圆的制作♦认识。一

引发学生思考：，

椭司有什么特点？P

学生分组合作实哈：

摘回中最长的线段（长轴）如何确以细绳的两端点为桶扇的

定？，两个焦点，用铅笔紧贴着

细绳滑动，在纸上画出轨录像的效果很

如果太阳位于怖圆的左焦点，请同学迹.。好，很直观，让同

们在自己画出的椭图中标出近日点和远日学能看到三维的立

点位置？并思考近日距方和远同坦国的关学生交流讨论：近日体画面，让同学们

系。〃距离与远或E离之和等于的感性认识又提高

长轴的长度。一一步。♦

开普勒第二定律（面积定律）：太阳

和行星的联线在相等的时间内所扫过的面

积相等。若行星从A到B的时间和从C到

D的时间相等，则图中的面积SF工〃

学生交流讨论：，对学生的回答

要“

根据该定律，当行星靠近太阳时，运由几何关系可知：当

行的速度如何？当行星远离太阳时，运行行星在近日点时，距离小,给予充分的肯

的速度又如何？一则走过的瓠长大，所以行定和鼓励，让他们

4-'星运动快；当行星在远日获得成功的喜悦”

开普勒第三定律（周期定律）：所有点时，距离大,则相同时

行星的怖圆轨道的半长轴的三次方与公转间内走过的弧长短，所以

周期的二次方的比值都相等.d行星运动的慢。d

若用R表示半长轴，用T表示周期,

学生回答：木、水金、

火、土、地球、天王星、

海王星.，

强调表达式中各物理里的含义“

引发学生思考：〃

注意学科间知

识的渗透和联系〃

现在我们已发现了太阳周围有几颗大

行星吗？分别是什么？~

学生回答：水星”

评价：（回答的很好），那同学们知

道哪颗行星离太阳最近？一

学生积极交流讨论：+

4-*

再问：水星绕太阳运转的周期会和地

利用开普勒第三定律

球一样吗？

d可知：绕司一恒星运转的

不同行星，K是一个常量。

所以水星离太阳最近，绕

太阳运转的周期也最短.

评价：（回答的非常精彩）不过这是

理论上的证明，有什么方法来验证吗？一学生积极交流讨论：充分发挥学生

可以通过查找数据资料来的主观能动性，培

（播放视频：行星的运动）引导学生估算水星和地球的K值是养良好的自学习惯Q

结合教材版图了解多数大行星轨道的近圆否相同，从而得出结论.♦

特点，并让学生自学天体运动的近似处理

方法.V

开普勒三定律的意义“

开普勒关于行星运动的确切描述不仅

使人们在解决行星的运动学问题上有了依

据，更澄清了人们多年来对天体运动神秘、

模糊的认识，同时也推动了对天体动力学

问题的研究-一

课后小结

【小结】

通过本节课的学习，我们了解和知道了：

1.“地心说'’和“日心说”两种不同的观点及发展过程。

2,行星运动的轨迹及物理量之间的定量关系举

R3/T2=K（K是与行星无关的量）。

3.大行星绕太阳的运动可近似看做匀速圆周运动。

行星运动的教学设计

主题、单元人教版高中物理必修2第七章第一节：行星的运动

或课的名称

学

高中物理年级高一班

科

1、了解地心说与日心说的主要内容和代表人物；

物理观念2、知道人类对行星运动的认识过程；

3、理解开普勒三个定律并能用来分析问题。

1、通过托勒密、哥白尼、第谷•布拉赫、开普勒等几位科学家对行星

运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的

核

理解；

心科学思维2、石道天体运动在中学阶段的近似处理方法.体会追求简单和谐是描述

素

自然的科学研究的动力之一。

养

1、理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的

科学态度*

;、学习前人追求科学真理的坚定与执着精神，体会科学家实事就是、

与责任

尊重客观事实、不迷信权威、勇于探索的科学态度和科学精神。

学生对曲线运动有一定的理解，但对天体的运动并没有直观的认识。

学知识基础

习

者虽然学生对天体运动缺乏感性认识.、但未知是学习的动力源，学生对

能力基础

特天体的运动又充满了好奇。

征学习者学习者为高一年级的学生，对天体的运动的知识好奇心较强；

分

特征分析

析

在前面曲线运动的学习基础上，进一步强化学生对曲线运动的认识，进

学习动机

分析而学习人类对天体的认识过程。

本节内容包括“地心说”“日心说”的内容及争论的焦点、开普勒定律

三大定律的内容等知识点。

在小学和初中，学生对星体的运动已经有了一点感性的认识，但认识不

教

学深入不系统。在这个基础上，通过物理学史的讲解，使学生了解人类对

教材分析

内行星运动规律的认识过程。然后，通过开普勒行星运动定律的讲解，使

容

学生知道行星是如何运动的，为下节课探究行星为何这样运动打下基

础。

地心说局

限

认识历程

性

日心说

行星的

运动汁开普勒第一定律

知识结构

图行星运动定律T开普勒第二定福

开普勒第三定福

教学重难点：

重点：1、“日心说”的建立过程；

2、行星运动的规律。

难点：对开普初行星运动定律的理解和应用，如k值的含义等。

信息化教学媒体和资源的选择和运用:

课件展不图片：

⑴太阳系、银河系图片；⑵托初密哥、白尼图片；⑶地球绕日轨道图片。

教学准备：

1.教师准备：根据学情，拟写教学设计，与其他老师交流讨论，查找资料与图片制作课件;

2.学生准备：课前预习，做导学案。

教学过程（活动）

教学环节教学内容师生活动及意图

1.引入新课展示天体系统的图。

学生先观看课件图片，

联想生活实际，激起学

生探究物理规律的欲

望，引入课题。

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异

的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……

由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴

望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认

识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，

科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的

学习，将使我们正确地认识行星的运动。

2、进入新课：两种对立蹄说通过托勒密、哥白尼、

学生思考讨

论梳理不同1地湎第谷、开普勒等几位科

时期对行星学家对行星运动的不同

运动研究的

代表人物认识，了解人兖事物的

曲折性并加深对行星运