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行星的運動物理教案
作為一名教師，時常要開展教案準備工作，借助教案可以有效提升自己的教學能力。教案應(yīng)該怎么寫呢？下面是小編精心整理的行星的運動物理教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
行星的運動物理教案1
教學目標
知識目標
1、了解“地心說”和“日心說”兩種不同學說的建立和發(fā)展過程；
2、開普勒對行星運動的描述；
能力目標
1、培養(yǎng)學生在客觀事實的基礎(chǔ)上通過分析、推理，提出科學假設(shè)，再經(jīng)過實驗檢驗的正確認識事物本質(zhì)的思維方法。
2、通過學習，培養(yǎng)學生善于觀察、善于思考、善于動手的能力。
德育目標
1、通過開普勒運動定律的建立過程,滲透科學發(fā)現(xiàn)的方法論教育、建立科學的宇宙觀。
2、激發(fā)學生熱愛科學、探索真理的求知熱情。
教學重點
“日心說”的建立過程和行星運動的規(guī)律
教學難點
學生對天體的運動缺乏感性認識，和開普勒如何確定行星的運動規(guī)律的。
教學方法
1、“日心說”的建立的教學——采用對比、反證及講授法。
2、行星的運動規(guī)律的建立——采用掛圖、放錄像資料或用cAI課件模擬行星的運動情況。
教學用具
行星運動的掛圖、資料片、投影儀和投影片。
課時安排
1課時
教學步驟
導入新課
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。這些天體是如何運動的呢？人類最初是通過直接的感性認識以及受宗教的影響，建立了“地心說”，但后來，第谷等科學家通過長期觀測，記錄了大量的觀測數(shù)據(jù)，對地心說進行挑戰(zhàn)，哥白尼在些基礎(chǔ)上提出了“日心說”，“日心說”認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動�！叭招恼f”雖在“地心說”的基礎(chǔ)上前進了一大步，但“日心說”解釋行星運動時與實際觀測的結(jié)果仍有一定的誤差，最終開普勒通過計算，確立了行星運動的正確圖景：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上，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
�。ㄒ唬┯猛队捌鍪颈竟�(jié)課的學習目標：
了解“地心說”和“日心說”兩種不同學說的建立和發(fā)展過程；
知道開普勒對行星運動的描述；
�。ǘ⿲W習目標完成過程：
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，這些星球是如何運動的呢？
在古代，人們認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動，這就是“地心說”。“地心說”符合人們的日常經(jīng)驗，也符合宗教神學關(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導航，因而對行星的運動觀測越來越精確，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)”，行星運動的計算比“地心說”容易得多。（2）當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為必須把托勒密的“本輪”的思想引進他的模型中。
丹麥物理學家開普勒繼承和總結(jié)了他的導師第谷的全部觀測資料，他花了幾年時間一遍一遍地進行數(shù)學計算，通過計算，他感到哥白尼的“日心說”是正確的`，并且把行星運動的軌跡修改為橢圓，他的發(fā)現(xiàn)可以歸結(jié)為行星運動三大定律，這些經(jīng)驗定律精確地與觀測數(shù)據(jù)相符，因而被人們接受。
2、開普勒行星運動定律
開普勒關(guān)于行星運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動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。
由于行星的運動軌跡不是正圓，因而它與太陽的距離一直都在改變，有時它向太陽*攏，而有時則向遠離太陽的方向漫游。在整個運動過程中，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——水星的運動周期最水（為88天），我們生活的地球的運轉(zhuǎn)周期約為365天。
鞏固訓練
如果我們用天文望遠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)課我們學習了行星的運動，了解了人類對行星運動的探索和認識的過程，知道了所有行星都是沿橢圓軌道繞太陽運動的，并且符合公式：
應(yīng)該說明的是：
（1）行星繞太陽運動都符合：
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動的，它們和行星的運動比較，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，這一點我們在學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
一、行星的運動
1、“地心說”與“日心說”的發(fā)展過程
2、開普勒行星運動定律：
（1）內(nèi)容
�。�2）公式：行星的運動這
行星的運動物理教案2
教學目標
知識目標
通過學習物理學史的知識，使學生了解地心說（托勒密）和日心說（哥白尼）分別以不同的參照物觀察天體運動的觀點；通過學習開普勒對行星運動的描述，了解牛頓是通過總結(jié)前人的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上提出了萬有引力定律．
能力目標
通過學生的閱讀使學生知道開普勒對行星運動的描述；
情感目標
使學生在了解地心說和日心說兩種不同的觀點，也使學生懂得科學的道路并不是平坦的光明大道，也是要通過斗爭，甚至會付出生命的代價；
說明：
1、日心、地心學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)于行星運動的規(guī)律，沒有過多地敘述這些內(nèi)容.教學中可根據(jù)學生的實際情況加以補充.
2、這一節(jié)的教學除向?qū)W生介紹日心、地心學說之爭外，還要注意向?qū)W生說明古時候人們總是認為天體做勻速圓周運動是由于它遵循的運動規(guī)律與地面上物體運動的規(guī)律不同.
3.學習這一節(jié)的主要目的是為了下一節(jié)推導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.希望老師能合理地安排這一節(jié)的教學.
教學建議
教材分析
本節(jié)教材首先讓學生在上課前準備大量的資料并進行閱讀，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”的學說．伽利略開創(chuàng)了以實驗事實為基礎(chǔ)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科學．為推翻以亞里士多德為旗號的經(jīng)院哲學對科學的禁錮、改變與加深人類對物質(zhì)運動和宇宙的科學認識而奮斗了一生，因此被譽為“近代科學之父”．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．這些物理學家的有關(guān)資料可以幫助學生在了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的過程中體會科學家們追求真理、實事求是、不畏強權(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．也可大膽的讓學生進行發(fā)言．
在講授“日心說”和“地心說”時，先不要否定“地心說”，讓學生了解托勒密巧妙的解釋，同時讓學生明白哥白尼的理論推翻了統(tǒng)治人類長達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)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運行周期約為27天，物理教案－行星的運動，物理教案《物理教案－行星的運動》。應(yīng)用開普勒定律計算：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)繞地球運動，根據(jù)開普勒第三定律，它們運行軌道的半徑的三次方跟圓周運動周期的二次方的`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A是錯誤的．
由衛(wèi)星運行周期公式 ，可以判斷出 ，故選項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C是錯誤的．
若使衛(wèi)星C速率增大，則必然會導致衛(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：本題正確選項為B。
點評：由于人造地球衛(wèi)星在軌道上運行時，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動。
探究活動
1、觀察月亮的運動現(xiàn)象.
2、觀察日出現(xiàn)象.
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