太原师范学院本科毕业生教育实习教案 2009年3月23日(星期一)第三节原任课教师:余小兰老师实习生:黄聪 实习班级 山大附中206班实习科目 高一物理 教学内容 行星的运动 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 教学目的 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。 重点开普勒行星运动定律 重点、难点 难点对开普勒行星运动定律的理解和应用 现代化 PPT课件 教学手段 教师行为 引入新课 多媒体演示:天体运动的图片浏览。 教 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 学进行了不懈的探索,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 、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”? 程 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
太原师范学院本科毕业生教育实习教案 2009 年 3 月 23 日 （星期一） 第三节 原任课教师：余小兰老师 实习生：黄聪 实习班级 山大附中 206 班 实习科目 高一物理 教学内容 行星的运动 教学目的 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。 重点、难点 重点 开普勒行星运动定律 难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用 现代化 教学手段 PPT 课件 教 学 过 程 教师行为 引入新课 多媒体演示：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 教 教师行为
教 教师行为 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．
问3:“日心说”战胜了“地心说”,请阅读第《人类对行星运动规律的认识》,找出“地 心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处. 地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多如果把地球从天体运动的中心位置 学 移到一个普通的、绕太阳运动的位置,换一个角度来考虑天体的运动,许多问题都可以 解决,行星运动的描述也变得筒单了 日心说”代表人物:哥白尼,“日心说”能更完美地解释天体的运动 过|二、开普勒行星运动三定律 问1:古人认为天体做什么运动? 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 程 问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? 开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮囻周运动,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3: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 多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件) 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 问4: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? 教材做一做 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆.如图7.1-1所 示,把白纸镐在木板上,然后按上图钉.把细绳的两端 系在图钉上,用一枝铅笔紧贴着细绳滑动,使绳始终保( 持张紧状态.铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆,图钉在 纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点 想一想,椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆 图71-1 上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系 开普笔二定往:对仟童一个行屈来说。它与大阳的连线在相等时间内扫讨相等的
学 过 程 问 3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读第《人类对行星运动规律的认识》，找出“地 心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处． 地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多，如果把地球从天体运动的中心位置 移到一个普通的、绕太阳运动的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以 解决，行星运动的描述也变得筒单了． “日心说”代表人物：哥白尼，“日心说”能更完美地解释天体的运动． 二、开普勒行星运动三定律 问 1：古人认为天体做什么运动? 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． 问 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? 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 3：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． （多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件） 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 4：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． [教材做一做] 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图 7．1—l 所 示，把白纸镐在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端 系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保 持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在 纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点． 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆 上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系? 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 图 7.1-1
教师行为 问5: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 图71-2行星与太阳的连线在相 等的时间内扫过相等的面积 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 教|值都相等 (投影九大行星轨道图或见教材页图71-3) 问6: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 律适用于圆轨道时,应该怎样表述呢? 学 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)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 k 过 比值k是个与行星无关的恒量。 参考资料:给出太阳系九大行星平均轨道半径和周期的数值,供课后验证 太阳系九大行星的平均轨道半径和周期 (米)周期秒 这一定 10 760 程律发现金星 11 94×107 了所有人分 140×1011 k水=3.36×1018 16x10 行星的 111594×1037 K金=3.35×1018 轨道的□土星14×10293×0 K地=3.31×1018 半长轴 287×10 266×109 与公转海王 520 K火=3.36×1018 冥王星 59×1012 782×109 周期之 间的定 量关系,比值k是一个与行星无关的常量,你能猜想出它可能跟谁有关吗根据开普
k 水=3.36×1018 K 金=3.35×1018 K 地=3.31×1018 K 火=3.36×1018 教 学 过 程 教师行为 问 5：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． （投影九大行星轨道图或见教材页图 7.1-3） 问 6：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 律适用于圆轨道时，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）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： 比值 k 是一个与行星无关的恒量。 参考资料：给出太阳系九大行星平均轨道半径和周期的数值，供课后验证。 问 7： 这一定 律发现 了所有 行星的 轨道的 半长轴 与公转 周期之 间的定 量关系，比值 k 是一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗根据开普
勒第三定律知:所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是 一个常数k,可以猜想,这个“"k”一定与运动系统的物体有关.因为常数k对于所 有行星都相同,而各行星是不一样的,故跟行星无关,而在运动系中除了行星就是 教 教师行为
勒第三定律知：所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是 一个常数 k，可以猜想，这个“k”一定与运动系统的物体有关．因为常数 k 对于所 有行星都相同，而各行星是不一样的，故跟行星无关，而在运动系中除了行星就是 教 教师行为
中心天体——太阳,故这一常数“k"一定与中心天体—太阳有关 说明:开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动,也适用于卫星绕着地球转,K是一个与 行星质量无关的常量,但不是恒量,在不同的星系中,K值不相同。K与中心天体有关 学【课堂训练】 飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,如图,其周期为 T,地球半径为Ro,如果飞船要返回地面,可在轨道上 某点处将速率降到适当数值,从而使飞船沿着以地心为 焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在点相切,问飞 中A 过 船由A点返回地面B点所需时间多长? 【课堂小结】 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结 然后请同学评价黑板上的小结内容 程 总结课堂内容,培养学生概括总结能力 让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架 本节学习的是开普勒行星运动的三定律,其中第一定律反映了行星运动的轨迹是椭 圆,第二定律描述了行星在近日点的速率最小,在远日点的速率最大,第三定律揭示了 轨道半长轴与公转周期的定量关系.在近似计算中可以认为行星都以太阳为圆心做匀速 圆周运动 课 本节课是第六章第一节课,它是学生在物理中接触天文学的首次,重点 应放在提高学生学习本章的兴趣上面。而对于开普勒三大行星运动定律本身 后就是观测总结,并无理论推理可讲,所以我觉得本节课在后部分时间放的太 自长,这样对考试、做题比较有利,但不利于学生进一步自主探究学习。 我 在讲解过程中教态大方。板书合理,为课堂小结做了很好的铺垫。对开 普勒三大定律在中学阶段近似处理讲解的很清楚。课件的利用使学生对天体 评运动有了形象的了解,这点做的很好,不依附课件,又合理的利用了课件。 价|如果可以在课的一开始引入当今我国宇宙探索的成就,可能效果会更好
学 过 程 中心天体——太阳，故这一常数“k"一定与中心天体——太阳有关． 说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K 是一个与 行星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K 值不相同。K 与中心天体有关。 【课堂训练】 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，如图，其周期为 T，地球半径为 Ro，如果飞船要返回地面，可在轨道上 某点处将速率降到适当数值，从而使飞船沿着以地心为 焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在点相切，问飞 船由 A 点返回地面 B 点所需时间多长？ 【课堂小结】 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结， 然后请同学评价黑板上的小结内容。 总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 本节学习的是开普勒行星运动的三定律，其中第一定律反映了行星运动的轨迹是椭 圆，第二定律描述了行星在近日点的速率最小，在远日点的速率最大，第三定律揭示了 轨道半长轴与公转周期的定量关系．在近似计算中可以认为行星都以太阳为圆心做匀速 圆周运动。 课 后 自 我 评 价 本节课是第六章第一节课，它是学生在物理中接触天文学的首次，重点 应放在提高学生学习本章的兴趣上面。而对于开普勒三大行星运动定律本身 就是观测总结，并无理论推理可讲，所以我觉得本节课在后部分时间放的太 长，这样对考试、做题比较有利，但不利于学生进一步自主探究学习。 在讲解过程中教态大方。板书合理，为课堂小结做了很好的铺垫。对开 普勒三大定律在中学阶段近似处理讲解的很清楚。课件的利用使学生对天体 运动有了形象的了解，这点做的很好，不依附课件，又合理的利用了课件。 如果可以在课的一开始引入当今我国宇宙探索的成就，可能效果会更好