行星的運(yùn)動物理教案
作為一名教師，時常要開展教案準(zhǔn)備工作，借助教案可以有效提升自己的教學(xué)能力。教案應(yīng)該怎么寫呢？下面是小編精心整理的行星的運(yùn)動物理教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
行星的運(yùn)動物理教案1
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、了解“地心說”和“日心說”兩種不同學(xué)說的建立和發(fā)展過程；
2、開普勒對行星運(yùn)動的描述；
能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生在客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上通過分析、推理，提出科學(xué)假設(shè)，再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的正確認(rèn)識事物本質(zhì)的思維方法。
2、通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于思考、善于動手的能力。
德育目標(biāo)
1、通過開普勒運(yùn)動定律的建立過程,滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育、建立科學(xué)的宇宙觀。
2、激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探索真理的求知熱情。
教學(xué)重點(diǎn)
“日心說”的建立過程和行星運(yùn)動的規(guī)律
教學(xué)難點(diǎn)
學(xué)生對天體的運(yùn)動缺乏感性認(rèn)識，和開普勒如何確定行星的運(yùn)動規(guī)律的。
教學(xué)方法
1、“日心說”的建立的教學(xué)——采用對比、反證及講授法。
2、行星的運(yùn)動規(guī)律的建立——采用掛圖、放錄像資料或用cAI課件模擬行星的運(yùn)動情況。
教學(xué)用具
行星運(yùn)動的掛圖、資料片、投影儀和投影片。
課時安排
1課時
教學(xué)步驟
導(dǎo)入新課
在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一，形態(tài)各異的天體，如太陽、地球、月亮、星星等等。這些天體是如何運(yùn)動的呢？人類最初是通過直接的感性認(rèn)識以及受宗教的影響，建立了“地心說”，但后來，第谷等科學(xué)家通過長期觀測，記錄了大量的觀測數(shù)據(jù)，對地心說進(jìn)行挑戰(zhàn)，哥白尼在些基礎(chǔ)上提出了“日心說”，“日心說”認(rèn)為太陽是宇宙的中心，其他天體（包括地球）都繞太陽作勻速圓周運(yùn)動�！叭招恼f”雖在“地心說”的基礎(chǔ)上前進(jìn)了一大步，但“日心說”解釋行星運(yùn)動時與實(shí)際觀測的結(jié)果仍有一定的誤差，最終開普勒通過計(jì)算，確立了行星運(yùn)動的正確圖景：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。開普勒對行星運(yùn)動的描述，為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律奠定了重要的基礎(chǔ)。
新課教學(xué)
�。ㄒ唬┯猛队捌鍪颈竟�(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：
了解“地心說”和“日心說”兩種不同學(xué)說的建立和發(fā)展過程；
知道開普勒對行星運(yùn)動的描述；
�。ǘ⿲W(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程：
1、“地心說”和“日心說”的發(fā)展過程：
我們生活在地球上，地球是浩瀚宇宙中無數(shù)星球中的一個，這些星球是如何運(yùn)動的呢？
在古代，人們認(rèn)為地球是靜止不動的，太陽、月亮及其它行星都圍繞著地球運(yùn)動，這就是“地心說”�！暗匦恼f”符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，也符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說法。但隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊(duì)導(dǎo)航，因而對行星的運(yùn)動觀測越來越精確，由大量的觀測數(shù)據(jù)表明，用托勒密的“地心說”模型很難得出完滿的解答，當(dāng)時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體，哥白尼就開始推測是不是地球每天都圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周呢？他假想地球并不是宇宙的中心，它與其他行星都是圍繞著太陽在作勻速圓周運(yùn)動的。這個模型稱為“日心說”，用“日心說”能夠較好地和觀測數(shù)據(jù)相符合，但是哥白尼思想很晚才為人們所接受，他的著作發(fā)表后，幾乎在一個世紀(jì)中完全被人們所忽視，主要原因是：（1）在他們的著作中，“日心說”只是一個“假設(shè)”，若用這個“假設(shè)”，行星運(yùn)動的計(jì)算比“地心說”容易得多。（2）當(dāng)時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中，一個人的科學(xué)見解可能會成為判斷其是否忠誠的試金石。（3）在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計(jì)算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測結(jié)果相符合，（4）最后，甚至于連哥白尼本人也認(rèn)為必須把托勒密的“本輪”的思想引進(jìn)他的模型中。
丹麥物理學(xué)家開普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測資料，他花了幾年時間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，通過計(jì)算，他感到哥白尼的“日心說”是正確的，并且把行星運(yùn)動的軌跡修改為橢圓，他的發(fā)現(xiàn)可以歸結(jié)為行星運(yùn)動三大定律，這些經(jīng)驗(yàn)定律精確地與觀測數(shù)據(jù)相符，因而被人們接受。
2、開普勒行星運(yùn)動定律
開普勒關(guān)于行星運(yùn)動的描述可以表述為三大定律，我們主要是介紹第一定律和第三定律。
開普勒第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上。
由于行星的運(yùn)動軌跡不是正圓，因而它與太陽的距離一直都在改變，有時它向太陽*攏，而有時則向遠(yuǎn)離太陽的方向漫游。在整個運(yùn)動過程中，它的速度大小和方向是不斷改變的。
開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。
雖然每個行星的橢圓軌道各有一個，但它們運(yùn)動的軌道的斗半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期平方的比值都是相同的，我們用R代表橢圓軌道的半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，經(jīng)驗(yàn)公式表述為：
比值k是一個與行星本身無關(guān)的物理量，由這個定律我們知道，離太陽最近的行星——水星的運(yùn)動周期最水（為88天），我們生活的地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期約為365天。
鞏固訓(xùn)練
如果我們用天文望遠(yuǎn)鏡觀察一年中不同時期火星的位置，并且將這些位置連線，請你想像將會是怎樣的一條線呢？火星的周期為787天。
小 結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了行星的運(yùn)動，了解了人類對行星運(yùn)動的探索和認(rèn)識的過程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動的，并且符合公式：
應(yīng)該說明的是：
�。�1）行星繞太陽運(yùn)動都符合：
如對地球和木星比較，就有：
但月球人造衛(wèi)星以及其它行星的衛(wèi)星并不是主要繞太陽運(yùn)動的，它們和行星的運(yùn)動比較，就有：
（2）對于同一個行星的.不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動規(guī)律：
如月球和各人造衛(wèi)星同步，就符合這一規(guī)律，但k’是與k不同的量，這一點(diǎn)我們在學(xué)完這一章后將能夠證明。
作業(yè)
1、閱讀課本P111閱讀材料“行星、恒星、星系和宇宙”
2、太陽系中有九大行星，請你將它們繞太陽運(yùn)動的周期由小到大依次排序。
3、閱讀有關(guān)同步通訊衛(wèi)星的材料，估算出它和月亮距地心的距離比值
板書設(shè)計(jì)
一、行星的運(yùn)動
1、“地心說”與“日心說”的發(fā)展過程
2、開普勒行星運(yùn)動定律：
�。�1）內(nèi)容
�。�2）公式：行星的運(yùn)動這
行星的運(yùn)動物理教案2
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
通過學(xué)習(xí)物理學(xué)史的知識，使學(xué)生了解地心說（托勒密）和日心說（哥白尼）分別以不同的參照物觀察天體運(yùn)動的觀點(diǎn)；通過學(xué)習(xí)開普勒對行星運(yùn)動的描述，了解牛頓是通過總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了萬有引力定律．
能力目標(biāo)
通過學(xué)生的閱讀使學(xué)生知道開普勒對行星運(yùn)動的描述；
情感目標(biāo)
使學(xué)生在了解地心說和日心說兩種不同的觀點(diǎn)，也使學(xué)生懂得科學(xué)的道路并不是平坦的光明大道，也是要通過斗爭，甚至?xí)冻錾拇鷥r；
說明：
1、日心、地心學(xué)說及兩者之間的爭論有許多內(nèi)容可向?qū)W生介紹，教材為了簡單明了地簡述開普勒關(guān)于行星運(yùn)動的規(guī)律，沒有過多地?cái)⑹鲞@些內(nèi)容.教學(xué)中可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況加以補(bǔ)充.
2、這一節(jié)的教學(xué)除向?qū)W生介紹日心、地心學(xué)說之爭外，還要注意向?qū)W生說明古時候人們總是認(rèn)為天體做勻速圓周運(yùn)動是由于它遵循的運(yùn)動規(guī)律與地面上物體運(yùn)動的規(guī)律不同.
3.學(xué)習(xí)這一節(jié)的主要目的是為了下一節(jié)推導(dǎo)萬有引力定律做鋪墊，因此教材中沒有過重地講述開普勒的三大定律，而是將三大定律的內(nèi)容綜合在一起加以說明，節(jié)后也沒有安排練習(xí).希望老師能合理地安排這一節(jié)的教學(xué).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材首先讓學(xué)生在上課前準(zhǔn)備大量的資料并進(jìn)行閱讀，如：第谷在1572年時發(fā)現(xiàn)在仙后座中有一顆很亮的新星，從此連續(xù)十幾個月觀察這顆星從明亮到消失的過程，并用儀器定位確證是恒星（后稱第谷星，是銀河系一顆超新星），打破了歷來“恒星不變”的學(xué)說．伽利略開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)．為推翻以亞里士多德為旗號的經(jīng)院哲學(xué)對科學(xué)的禁錮、改變與加深人類對物質(zhì)運(yùn)動和宇宙的科學(xué)認(rèn)識而奮斗了一生，因此被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”．開普勒幼年時期的不幸，通過自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．這些物理學(xué)家的有關(guān)資料可以幫助學(xué)生在了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的過程中體會科學(xué)家們追求真理、實(shí)事求是、不畏強(qiáng)權(quán)的精神．
教法建議
具體授課中教師可以用故事的形式講述．也可通過放資料片和圖片的形式講述．也可大膽的讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)言．
在講授“日心說”和“地心說”時，先不要否定“地心說”，讓學(xué)生了解托勒密巧妙的解釋，同時讓學(xué)生明白哥白尼的理論推翻了統(tǒng)治人類長達(dá)一千余年的地球是宇宙中心的“地心說”理論，為宣傳和捍衛(wèi)這一學(xué)說，意大利的思想家布魯諾慘遭燒死，伽利略也為此受到殘酷迫害．不必給結(jié)論，讓學(xué)生自行得出結(jié)論．
典型例題
關(guān)于開普勒的三大定律
例1 月球環(huán)繞地球運(yùn)動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運(yùn)行周期約為27天，物理教案－行星的運(yùn)動，物理教案《物理教案－行星的運(yùn)動》。應(yīng)用開普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)離地面多少高度，人造地球衛(wèi)星可以隨地球一起轉(zhuǎn)動，就像停留在無空中不動一樣．
分析：月球和人造地球衛(wèi)星都在環(huán)繞地球運(yùn)動，根據(jù)開普勒第三定律，它們運(yùn)行軌道的半徑的三次方跟圓周運(yùn)動周期的二次方的比值都是相等的．
解：設(shè)人造地球衛(wèi)星運(yùn)行半徑為R，周期為T，根據(jù)開普勒第三定律有：
同理設(shè)月球軌道半徑為 ，周期為 ，也有：
由以上兩式可得：
在赤道平面內(nèi)離地面高度：
km
點(diǎn)評：隨地球一起轉(zhuǎn)動，就好像停留在天空中的衛(wèi)星，通常稱之為定點(diǎn)衛(wèi)星．它們離地面的高度是一個確定的值，不能隨意變動。
利用月相求解月球公轉(zhuǎn)周期
例2 若近似認(rèn)為月球繞地球公轉(zhuǎn)與地球繞日公轉(zhuǎn)的軌道在同一平面內(nèi)，且都為正圓.又知這兩種轉(zhuǎn)動同向，如圖所示，月相變化的周期為29.5天（圖是相繼兩次滿月，月、地、日相對位置示意圖）．
解：月球公轉(zhuǎn)（2π+ ）用了29.5天．
故轉(zhuǎn)過2π只用 天．
由地球公轉(zhuǎn)知 ．
所以 =27.3天．
例3 如圖所示，A、B、C是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造地球衛(wèi)星，下列說法中正確的是哪個？（ ）
A．B、C的線速度相等，且大于A的線速度
B．B、C的周期相等，且大于A的周期
C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度
D．若C的速率增大可追上同一軌道上的B
分析：由衛(wèi)星線速度公式 可以判斷出 ，因而選項(xiàng)A是錯誤的．
由衛(wèi)星運(yùn)行周期公式 ，可以判斷出 ，故選項(xiàng)B是正確的．
衛(wèi)星的向心加速度是萬有引力作用于衛(wèi)星上產(chǎn)生的，由 ，可知 ， 因而選項(xiàng)C是錯誤的．
若使衛(wèi)星C速率增大，則必然會導(dǎo)致衛(wèi)星C偏離原軌道，它不可能追上衛(wèi)星B，故D也是錯誤的．
解：本題正確選項(xiàng)為B。
點(diǎn)評：由于人造地球衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時，所需要的向心力是由萬有引力提供的，若由于某種原因，使衛(wèi)星的速度增大。則所需要的向心力也必然會增加，而萬有引力在軌道不變的時候，是不可能增加的，這樣衛(wèi)星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而會作離心運(yùn)動。
探究活動
1、觀察月亮的運(yùn)動現(xiàn)象.
2、觀察日出現(xiàn)象.
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