2023高中物理行星的运动教案
教案能够展现出教师在备课中的思维过程，并且显示出教师对课标、教材、学生的理解和把握的水平以及运用有关教育理论和教学原则组织教学活动的能力。接下来是小编为大家整理的2020高中物理行星的运动教案，希望大家喜欢!
2020高中物理行星的运动教案一
【教学目的】
知识目标：了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程;知道开普勒对行星运动的描述。
能力目标：培养学生语言表达能力;协作能力;计算推理能力;以及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。
情感目标：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;激发学生热爱科学、探索真理的求知热情。
【教学重点】“日心说”的建立过程和行星运动的规律
【教学难点】学生对天体运动缺乏感性认识;开普勒如何确定行星运动规律的
【教学仪器】录像，课件，图钉，纸，线
【教学方法】启发式综合教学法
【教学过程】
引入：
宇宙中有无数星系，与我们最密切的星系就是太阳系，首先我们通过一段录像来看一下太阳系的结构。太阳系中有九大行星，这是我们早就获知的一个信息。然而，2006年，8月24日国际天文学联合会大会通过新的行星定义，冥王星因不能清除其轨道附近其他天体而被“逐出”行星行列，编入“矮行星”。这样的话，太阳系就只有八大行星了，今后教材对这一点内容会做相应的修改。
行星重新定义一事，表明人类对太阳系的认识又加深了一步，开始进入探测太阳系的黄金时代。那么，在古时，人类是对太阳、月亮、地球等天体的运动有过什么样的看法?
新课教学
最早，人类从观察北极星常年不动，及北斗七星的回转现象认为天是圆的地是方的，即天圆地方。直至公元二、三世纪才对宇宙中各天体的运动形成初步的理论——地心说。公元16世纪又提出了日心说。
一、地心说
首先请地心说小组展示自己的ppt，简要介绍地心说的发展过程及主要内容。
地心说的主要内容是：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做简单完美的圆周运动。
接下来有请日心说小组介绍其创立者和主要内容
二.日心说
日心说的内容：太阳是宇宙中心并且静止不动，地球围绕太阳做圆周运动，并且在自转，其他行星都围绕太阳做圆周运动。
过渡：我们现在知道地心说是错误的，哥白尼的日心说也并不完全正确，因为太阳并不是宇宙的中心，而是银河系中的一颗普通恒星，它也不是静止不动的。但日心说比地心说更接近真理。但日心说的传播必然危及教会的思想统治。罗马教廷对公开支持日心说的科学家加以迫害，把日心说视为“异端邪说”。可见，日心说最终战胜地心说是一个漫长而艰难的过程。
三.日心说的发展过程
请日心说发展史小组介绍为日心说的发展做出巨大贡献的科学家。参看殉道者哥白尼学说的弘扬。
过渡：虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说，但仍然认为行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。那么是谁纠正了这个观点，使“日心说”更彻底地否定地心说.开普勒。提到开普勒我们就有必要先了解留给开普勒大量精确观测资料的人——丹麦的天文学家第谷·布拉赫(1546-1601)。
有请第谷小组讲述其对天文学的贡献。参看第谷和开普勒的故事，两颗超新星——第谷和开普勒，建立万有引力的背景
过渡：第谷连续20年对750颗左右恒星进行观察并有准确记录，为开普勒革新行星运动理论，发展日心说奠定了基础，那么开普勒如何发现行星运动三大定律的呢?请开普勒小组介绍
接下来，我们通过录像把从地心说到日心说的主要代表人物，它们的理论以及建立的宇宙体系作个总结。
看了录像和先前同学们的介绍，请大家谈谈：从哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷、开普勒这些科学家的事迹中，我们受到了什么样的启迪?(从科学态度及研究方法来看)
相信真理，不迷信权威的实事求是的科学态度(哥白尼提出日心说，布鲁诺坚持宇宙无极限的思想，伽利略坚持相信天文观测的结果，支持日心说，开普勒放弃匀速圆周运动，采用椭圆轨道)，一丝不苟、孜孜以求的精神，严谨的科学态度(哥白尼4个九年时间论证自己的理论，第谷20年时间坚持不懈的观察记录，开普勒16年对行星运动规律的探索(用开普勒自己的话说：“十六年了，我终于走向光明，认识到的真理远超出我的热切期望))，我们对待学习更应该是脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问，要有热爱科学、探索真理的热情及坚强的品质，来实现人生价值.
四、开普勒定律
1.开普勒第一定律(轨道定律：教师补充作图，并展示课件)
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.
第一定律涉及到椭圆，接下来我们通过作图来了解有关椭圆的一些知识。同学们手上有白板、纸、图钉、细线，根据做一做的要求画出椭圆。图钉所处的位置就是椭圆的焦点，那么椭圆就有两个焦点。过两焦点与椭圆相交的线段长就叫长轴，长轴的一半就叫半长轴，用字母a来表示。椭圆上任一点到两焦点的距离和是定值还是一个变化的值?。有了椭圆的初步认识后，第一定律就更好理解了。看课件。八大行星运动的椭圆轨道并不相同，但太阳始终位于这些椭圆的同一个焦点上。
2.开普勒第二定律(面积定律)
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.
教师：如何来理解这个定律呢?我们还是利用刚才所画的椭圆，行星在这个椭圆轨道上绕太阳运动。行星好比作图中的哪个工具?笔。太阳就在左侧焦点。这两者的连线就是左侧图钉到笔的绳长。请同学们让笔分别在近日处和远日处匀速地运动起来，在相等的时间内，绳长扫过的面积是否相等?近日处小于远日处。依据第二定律，绳长扫过的面积要相等，笔在哪处运动的快?
可见，第二定律揭示了行星并不做匀速率运动，而是近日处速率大于远日处。
3.开普勒第三定律
行星运动速度与行星距太阳远近有关，于是开普勒就联想到行星运动周期也应与行星到太阳的距离有关。于是，他继续对着第谷留下的一堆数字去动脑子。开普勒将人们最熟悉的地球到太阳间的距离R定为1，地球绕太阳的公转周期T是1年，以此为标准再换算其他行星的周期和到太阳的平均距离(半长轴a)，将观测数据转化成这么一堆数字：
行星 a T 行星 a T 水星 0.387 0.241 火星 1.524 1.881 金星 0.723 0.615 木星 5.203 11.862 地球 1.000 1.000 土星 9.539 29.457 从这一堆数据里怎么找出规律?我们总是从最简单的比例关系入手，由简单到复杂。同学们所熟悉的比例关系有哪些?正比，反比，平方成正比，三次方成正比等等。接下来我们就来找找看。成正比就意味着a/T是一个定值，反比意味着aT是一个定值，以此类推。开普勒当时没有计算器，就靠一只笔，做了无数次这样的加减乘除，用了整整九年的时间才得到两者的关系：a的三次方和T的二次方成正比的关系
大家看一下a3与T2的比值。所有行星都是相同。可见：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，这就是行星运动的第三条定律
表达式可为： a表示椭圆的半长轴，T代表公转周期
小结：开普勒第一定律否定了圆轨道;第二定律否定了匀速率运动;第三定律建立了所有行星之间的联系。开普勒三定律为后来牛顿发现万有引力定律奠定了基础，开普勒被称为天空的立法者。
1618～1621年，开普勒写了(哥白尼天文学概要>一书，把天文学的研究概括为5个方面：① 观测天象;② 提出对观测到的天象进行解释的假说;③ 宇宙论的物理或哲学;④ 推算天体过去与未来的方位;⑤ 有关的仪器制造和使用的机械学。这一概括表明到开普勒时期，天文学已经具有了自己的研究对象、研究体系和研究程序，产生了近代自然科学的基本方法：进行观测一提出假说一形成理论一实践验证一实际应用。这也正是自然科学革命首先在天文学领域开展的一个基本前提。实验归纳和数学演绎相结合的方法，是科学研究的重要方法。
提问：行星轨道图。同学们可以看到多数行星的轨道与圆十分接近.所以在中学阶段的研究中轨道就按圆来处理.开普勒三定律用于圆轨道时，应该怎样表述呢?
2020高中物理行星的运动教案二
★新课标要求
(一)知识与技能
1、知道地心说和日心说的基本内容。
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。
4、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。
(二)过程与方法
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理解。
(三)情感、态度与价值观
1、澄清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、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辉，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发展过程
教师活动：引导学生阅读教材第一段，投影出示以下提纲：
1、古代人们对天体运动存在哪些看法?
2、什么是“地心说”，什么是“日心说”?
3、哪种学说占统治地位的时间较长?
4、两种学说争论的结果是什么?
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、在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。
2、“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳，月亮以及其他行星都绕地球运动;“日心说”认为太阳是宇宙的中心，地球，月亮以及其他行星都在绕太阳运动。
3、“地心说”占领统治地位的时间较长.
4、“日心说”与“地心说”争论的结果是“日心说”最终战胜了“地心说”.真理最终战胜了谬误。
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，才能解释这一差别。
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：
2020高中物理行星的运动教案三
课程目标
知识与技能 1.知道地心说和日心说的基本内容。
2.知道开普勒三定律的内容。
3.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。 过程与
方法 通过托勒密、哥白尼、第谷、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理解。 情感态度
与价值观 1、澄清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、感悟科学是人类进步不竭的动力，培养热爱科学，追求真理的高尚情操。3、在科学探究中学会与人合作，与人共享。 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 教学过程 学生活动 引入新课
多媒体演示：《仰望星空》诗朗诵
天体运动的图片浏览。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。
新课讲解
一、古代对行星运动规律的认识
问1：.古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”.
问2.什么是“地心说”?什么是“日心说”’?
“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.
“日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动.
“地心说’的代表人物：托勒密(古希腊).“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位达1300多年.
从中世纪以来，教会的反动统治形成了一道无形的枷锁，凡是不符合教会思想而另有主张的人，都会遭到迫害。哥白尼毕生致力的著作《天体运行论》，临终前才在这本书上签上了自己的姓名。日心说与地心说的斗争是一场真正的科学革命，使人们的世界观发生了重大变革，宇宙中心的转变暗示了宇宙可能根本没有中心，这在哥白尼那里还是隐含的，意大利学者布鲁诺将它公开说出，结果被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”，烧死在罗马鲜花广场。
第谷·布拉赫(1546-1601)，丹麦天文学家和占星学家。毕
生精力投入到行星位置的测量中，他所做的天文仪器观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的.
德国天文学家开普勒(1571-1630)，在最初研究他的导师第谷所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此，人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想，最后终于发现了天体运行的规律-------开普勒三大定律。
二、开普勒行星运动定律
问1：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?
开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这一差别.
问2：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?
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.
开普勒第一定律：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.
问3：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 不同.
开普勒第二定律：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.
问4：如图7.1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大?
因为相等时间内面积相等，所以近日点速率大。
开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方 的比值都相等. EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT (k值只与中心天体质量有关)
三、行星运动的理想化处理：
问5：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律的内容应该怎样表述呢?
1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆，太阳处在圆心上。
2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变。
3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等.若用R代表轨道半径，T代表公转周期，开普勒第三定律可以用下面的公式表示：
一名学生
朗诵(激发学生探索宇宙奥秘的激情) 学生交流、讨论各自的课前预习结果，并且总结、发言。
(通过课前查阅资料的过程，体会主动学习的乐趣;感知大师们的思路、方法以及他们一丝不苟的科学精神，激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。)
通过对行星运动定律的建立过程的了解，感受观察手段及数学归纳法在科学研究中的重要作用。
两名学生上黑板画椭圆。
学生上黑板推导远日点速率与在近日点速率大小关系
引导学生分析表格数据，讨论k值与什么因素有关?
学生用自己的话表述行星运动的理想化处理。 四、【小试牛刀】
1.关于行星的运动，以下说法正确的是( )
A.行星轨道的半长轴越长，自转周期越大
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