《人教版(2019)高中物理必修二教案》7.1行星的运动 教案

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7.1 行星的运动
〖教材分析〗
本节是整章教学的知识基础。教材通过介绍古代人们对天体运动提出的地
心说和日心说，从运动学角度描述了天体的运动，再现了天文学家对天体运动
观测和认识的曲折经历。使学生了解人类对行星运动规律的认识过程。然后，
通过开普勒行星运动定律的讲解，使学生知道行星是如何运动的，为万有引力
定律的探究做了铺垫。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念：树立运动观念，知道地心说和日心说的根本区别是参考系不同；
理解和掌握开普勒行星运动三大定律，并能解决问题。
科学思维：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。
科学探究：通过对天体运动由神秘、模糊的认识到清晰的过程的理解，掌
握人类认识自然规律的科学方法。
科学态度与责任：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。
〖教学重点与难点〗
重点：理解开普勒行星三大定律的内容。
难点：对开普勒三大定律中 K 的理解。
〖教学准备〗
多媒体课件
〖教学过程〗
自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的
注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。到了 17 世纪，牛顿以他伟大的工
作把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功地解释了天体运行的规律。
时至今日，数千颗人造卫星正在按照万有引力定律为它们“设定”的轨道绕地
球运转着。
这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作
用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作用。
一、新课引入
不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，观察行星运行的轨
道有怎样的特点？ 行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否
1
存在某种关系？
观察行星运动动图，发现行星的轨道都近似于圆形，距离太阳越近的行星
周期越短。
二、新课教学
（一）地心说与日心说
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这地球运动。
它代表人物是公元 2世纪的希腊天文学家托勒密。地心说
与直接的观察经验相符,我们常见的太阳东升西落，月亮的圆
缺等。同时也与势力强大的宗教神学保持一致，因此地心说一度占据了统治地
位。后来进一步的观察发现，发现行星的轨迹是非常的复杂，不符合大道至简
的道理。
到了 16 世波兰科学家纪哥白尼提出了日心说。
日心说：认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太
阳运动，而月球则绕地球运动。
日月的东升西落是由于地球的自传，似乎与人们的生活经验
不相符合。
从现代的观点来看，地心说与日心说无非是参考系的不同，地心说以地球
为参考系，日心说以太阳为参考系。但正是这次参考系变换，为人民打开了全
新的思维方式，由此开始一代又一代的科学界踏着哥白尼的肩膀，来到了现代
天体物理学门前。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受。 无论地
心说还是日心说，古人都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最
完美、最和谐的匀速圖周运动。
问题 1：行星运动果真如此吗？
如果天体的运动必然是匀速圆周运动，那么四季的时间应该相同。我们把
一年四季的时间表列出来。
观察发现秋冬两季比
春夏两季时间短。这就说
明了，行星绕太阳的运动
不是匀速圆周运动。
春天 立春2.4 春分3.20 共92 天
夏天 立夏5.5 夏至6.21 共94 天
秋天 立秋8.7 秋分9.22 共89 天
冬天 立冬11.7 冬至12.21 共90 天
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