行星的运动物理教案

教学目标

知识目标

1、了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程；

2、开普勒对行星运动的描述；

能力目标

1、培养学生在客观事实的基础上通过分析、推理，提出科学假设，再经过实验检验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、善于动手的能力。

德育目标

    1、通过开普勒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。

    2、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

学生对天体的运动缺乏感性认识，和开普勒如何确定行星的运动规律的。

教学方法

1、“日心说”的建立的教学——采用对比、反证及讲授法。

2、行星的运动规律的建立——采用挂图、放录像资料或用CAI课件模拟行星的运动情况。

教学用具

行星运动的挂图、资料片、投影仪和投影片。

课时安排

1课时

教　　学　　步　　骤

导入新课

在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一，形态各异的天体，如太阳、地球、月亮、星星等等。这些天体是如何运动的呢？人类最初是通过直接的感性认识以及受宗教的影响，建立了“地心说”，但后来，第谷等科学家通过长期观测，记录了大量的观测数据，对地心说进行挑战，哥白尼在些基础上提出了“日心说”，“日心说”认为太阳是宇宙的中心，其他天体（包括地球）都绕太阳作匀速圆周运动。“日心说”虽在“地心说”的基础上前进了一大步，但“日心说”解释行星运动时与实际观测的结果仍有一定的误差，最终开普勒通过计算，确立了行星运动的正确图景：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，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。开普勒对行星运动的描述，为牛顿发现万有引力定律奠定了重要的基础。

新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程；

知道开普勒对行星运动的描述；

（二）学习目标完成过程：

1、“地心说”和“日心说”的发展过程：

我们生活在地球上，地球是浩瀚宇宙中无数星球中的一个，这些星球是如何运动的呢？

在古代，人们认为地球是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都围绕着地球运动，这就是“地心说”。“地心说”符合人们的日常经验，也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法。但随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，由大量的观测数据表明，用托勒密的“地心说”模型很难得出完满的解答，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都围绕自己的轴线旋转一周呢？他假想地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都是围绕着太阳在作匀速圆周运动的。这个模型称为“日心说”，用“日心说”能够较好地和观测数据相符合，但是哥白尼思想很晚才为人们所接受，他的著作发表后，几乎在一个世纪中完全被人们所忽视，主要原因是：（1）在他们的著作中，“日心说”只是一个“假设”，若用这个“假设”，行星运动的计算比“地心说”容易得多。（2）当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中，一个人的科学见解可能会成为判断其是否忠诚的试金石。（3）在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合，（4）最后，甚至于连哥白尼本人也认为必须把托勒密的“本轮”的思想引进他的模型中。

丹麦物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料，他花了几年时间一遍一遍地进行数学计算，通过计算，他感到哥白尼的“日心说”是正确的，并且把行星运动的轨迹修改为椭圆，他的发现可以归结为行星运动三大定律，这些经验定律精确地与观测数据相符，因而被人们接受。

2、开普勒行星运动定律

开普勒关于行星运动的描述可以表述为三大定律，我们主要是介绍第一定律和第三定律。

开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。