2023高中物理行星的運動教案
教案能夠展現(xiàn)出教師在備課中的思維過程，并且顯示出教師對課標、教材、學生的理解和把握的水平以及運用有關教育理論和教學原則組織教學活動的能力。接下來是小編為大家整理的2020高中物理行星的運動教案，希望大家喜歡!
2020高中物理行星的運動教案一
【教學目的】
知識目標：了解“地心說”和“日心說”兩種不同的觀點及發(fā)展過程;知道開普勒對行星運動的描述。
能力目標：培養(yǎng)學生語言表達能力;協(xié)作能力;計算推理能力;以及在客觀事物的基礎上通過分析、推理提出科學假設，再經(jīng)過實驗驗證的正確認識事物本質的思維方法。
情感目標：通過開普勒行星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;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】學生對天體運動缺乏感性認識;開普勒如何確定行星運動規(guī)律的
【教學儀器】錄像，課件，圖釘，紙，線
【教學方法】啟發(fā)式綜合教學法
【教學過程】
引入：
宇宙中有無數(shù)星系，與我們最密切的星系就是太陽系，首先我們通過一段錄像來看一下太陽系的結構。太陽系中有九大行星，這是我們早就獲知的一個信息。然而，2006年，8月24日國際天文學聯(lián)合會大會通過新的行星定義，冥王星因不能清除其軌道附近其他天體而被“逐出”行星行列，編入“矮行星”。這樣的話，太陽系就只有八大行星了，今后教材對這一點內容會做相應的修改。
行星重新定義一事，表明人類對太陽系的認識又加深了一步，開始進入探測太陽系的黃金時代。那么，在古時，人類是對太陽、月亮、地球等天體的運動有過什么樣的看法?
新課教學
最早，人類從觀察北極星常年不動，及北斗七星的回轉現(xiàn)象認為天是圓的地是方的，即天圓地方。直至公元二、三世紀才對宇宙中各天體的運動形成初步的理論——地心說。公元16世紀又提出了日心說。
一、地心說
首先請地心說小組展示自己的ppt，簡要介紹地心說的發(fā)展過程及主要內容。
地心說的主要內容是：地球是宇宙的中心，并且靜止不動，一切行星圍繞地球做簡單完美的圓周運動。
接下來有請日心說小組介紹其創(chuàng)立者和主要內容
二.日心說
日心說的內容：太陽是宇宙中心并且靜止不動，地球圍繞太陽做圓周運動，并且在自轉，其他行星都圍繞太陽做圓周運動。
過渡：我們現(xiàn)在知道地心說是錯誤的，哥白尼的日心說也并不完全正確，因為太陽并不是宇宙的中心，而是銀河系中的一顆普通恒星，它也不是靜止不動的。但日心說比地心說更接近真理。但日心說的傳播必然危及教會的思想統(tǒng)治。羅馬教廷對公開支持日心說的科學家加以迫害，把日心說視為“異端邪說”。可見，日心說最終戰(zhàn)勝地心說是一個漫長而艱難的過程。
三.日心說的發(fā)展過程
請日心說發(fā)展史小組介紹為日心說的發(fā)展做出巨大貢獻的科學家。參看殉道者哥白尼學說的弘揚。
過渡：雖然哥白尼、伽利略等人否定了地心說，但仍然認為行星圍繞太陽做簡單的完美的圓周運動。那么是誰糾正了這個觀點，使“日心說”更徹底地否定地心說.開普勒。提到開普勒我們就有必要先了解留給開普勒大量精確觀測資料的人——丹麥的天文學家第谷·布拉赫(1546-1601)。
有請第谷小組講述其對天文學的貢獻。參看第谷和開普勒的故事，兩顆超新星——第谷和開普勒，建立萬有引力的背景
過渡：第谷連續(xù)20年對750顆左右恒星進行觀察并有準確記錄，為開普勒革新行星運動理論，發(fā)展日心說奠定了基礎，那么開普勒如何發(fā)現(xiàn)行星運動三大定律的呢?請開普勒小組介紹
接下來，我們通過錄像把從地心說到日心說的主要代表人物，它們的理論以及建立的宇宙體系作個總結。
看了錄像和先前同學們的介紹，請大家談談：從哥白尼、布魯諾、伽利略、第谷、開普勒這些科學家的事跡中，我們受到了什么樣的啟迪?(從科學態(tài)度及研究方法來看)
相信真理，不迷信權威的實事求是的科學態(tài)度(哥白尼提出日心說，布魯諾堅持宇宙無極限的思想，伽利略堅持相信天文觀測的結果，支持日心說，開普勒放棄勻速圓周運動，采用橢圓軌道)，一絲不茍、孜孜以求的精神，嚴謹?shù)目茖W態(tài)度(哥白尼4個九年時間論證自己的理論，第谷20年時間堅持不懈的觀察記錄，開普勒16年對行星運動規(guī)律的探索(用開普勒自己的話說：“十六年了，我終于走向光明，認識到的真理遠超出我的熱切期望))，我們對待學習更應該是腳踏實地，認認真真，不放過一點疑問，要有熱愛科學、探索真理的熱情及堅強的品質，來實現(xiàn)人生價值.
四、開普勒定律
1.開普勒第一定律(軌道定律：教師補充作圖，并展示課件)
第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上.
第一定律涉及到橢圓，接下來我們通過作圖來了解有關橢圓的一些知識。同學們手上有白板、紙、圖釘、細線，根據(jù)做一做的要求畫出橢圓。圖釘所處的位置就是橢圓的焦點，那么橢圓就有兩個焦點。過兩焦點與橢圓相交的線段長就叫長軸，長軸的一半就叫半長軸，用字母a來表示。橢圓上任一點到兩焦點的距離和是定值還是一個變化的值?。有了橢圓的初步認識后，第一定律就更好理解了?？凑n件。八大行星運動的橢圓軌道并不相同，但太陽始終位于這些橢圓的同一個焦點上。
2.開普勒第二定律(面積定律)
第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積.
教師：如何來理解這個定律呢?我們還是利用剛才所畫的橢圓，行星在這個橢圓軌道上繞太陽運動。行星好比作圖中的哪個工具?筆。太陽就在左側焦點。這兩者的連線就是左側圖釘?shù)焦P的繩長。請同學們讓筆分別在近日處和遠日處勻速地運動起來，在相等的時間內，繩長掃過的面積是否相等?近日處小于遠日處。依據(jù)第二定律，繩長掃過的面積要相等，筆在哪處運動的快?
可見，第二定律揭示了行星并不做勻速率運動，而是近日處速率大于遠日處。
3.開普勒第三定律
行星運動速度與行星距太陽遠近有關，于是開普勒就聯(lián)想到行星運動周期也應與行星到太陽的距離有關。于是，他繼續(xù)對著第谷留下的一堆數(shù)字去動腦子。開普勒將人們最熟悉的地球到太陽間的距離R定為1，地球繞太陽的公轉周期T是1年，以此為標準再換算其他行星的周期和到太陽的平均距離(半長軸a)，將觀測數(shù)據(jù)轉化成這么一堆數(shù)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 從這一堆數(shù)據(jù)里怎么找出規(guī)律?我們總是從最簡單的比例關系入手，由簡單到復雜。同學們所熟悉的比例關系有哪些?正比，反比，平方成正比，三次方成正比等等。接下來我們就來找找看。成正比就意味著a/T是一個定值，反比意味著aT是一個定值，以此類推。開普勒當時沒有計算器，就靠一只筆，做了無數(shù)次這樣的加減乘除，用了整整九年的時間才得到兩者的關系：a的三次方和T的二次方成正比的關系
大家看一下a3與T2的比值。所有行星都是相同?？梢姡核行行堑臋E圓軌道的半長軸的三次方與公轉周期的二次方的比值都相等，這就是行星運動的第三條定律
表達式可為： a表示橢圓的半長軸，T代表公轉周期
小結：開普勒第一定律否定了圓軌道;第二定律否定了勻速率運動;第三定律建立了所有行星之間的聯(lián)系。開普勒三定律為后來牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律奠定了基礎，開普勒被稱為天空的立法者。
1618～1621年，開普勒寫了(哥白尼天文學概要>一書，把天文學的研究概括為5個方面：① 觀測天象;② 提出對觀測到的天象進行解釋的假說;③ 宇宙論的物理或哲學;④ 推算天體過去與未來的方位;⑤ 有關的儀器制造和使用的機械學。這一概括表明到開普勒時期，天文學已經(jīng)具有了自己的研究對象、研究體系和研究程序，產(chǎn)生了近代自然科學的基本方法：進行觀測一提出假說一形成理論一實踐驗證一實際應用。這也正是自然科學革命首先在天文學領域開展的一個基本前提。實驗歸納和數(shù)學演繹相結合的方法，是科學研究的重要方法。
提問：行星軌道圖。同學們可以看到多數(shù)行星的軌道與圓十分接近.所以在中學階段的研究中軌道就按圓來處理.開普勒三定律用于圓軌道時，應該怎樣表述呢?
2020高中物理行星的運動教案二
★新課標要求
(一)知識與技能
1、知道地心說和日心說的基本內容。
2、知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。
3、知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質量無關，但與太陽的質量有關。
4、理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，真理是來之不易的。
(二)過程與方法
通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1、澄清對天體運動神秘模糊的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。
2、感悟科學是人類進步不竭的動力。
★教學重點
開普勒行星運動定律
★教學難點
對開普勒行星運動定律的理解和應用
★教學方法
教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。
★教學工具
計算機、投影儀等多媒體教學設備
★教學過程
(一)引入新課
教師活動：在浩瀚的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體。白天我們沐浴著太陽的光輝，夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入無限的遐想中。由這些天體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領域。經(jīng)成百上千年的探索，偉大的科學家們對它已經(jīng)有了一些初步的了解。本節(jié)我們就共同來學習前人所探索到的行星的運動情況。
(二)進行新課
1、古人對天體運動的看法及發(fā)展過程
教師活動：引導學生閱讀教材第一段，投影出示以下提綱：
1、古代人們對天體運動存在哪些看法?
2、什么是“地心說”，什么是“日心說”?
3、哪種學說占統(tǒng)治地位的時間較長?
4、兩種學說爭論的結果是什么?
學生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。
1、在古代，人們對于天體的運動存在著地心說和日心說兩種對立的看法。
2、“地心說”認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽，月亮以及其他行星都繞地球運動;“日心說”認為太陽是宇宙的中心，地球，月亮以及其他行星都在繞太陽運動。
3、“地心說”占領統(tǒng)治地位的時間較長.
4、“日心說”與“地心說”爭論的結果是“日心說”最終戰(zhàn)勝了“地心說”.真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。
2、開普勒行星運動定律
教師活動：引導學生閱讀教材，投影出示以下提綱：
1、古人認為天體做什么運動?
2、開普勒認為行星做什么樣的運動?他是怎樣得出這一結論的?
3、開普勒行星運動定律哪幾個方面的描述了行星繞太陽運動的規(guī)律?具體表述是什么?
學生活動：閱讀課文，并從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。
1、古人把天體的運動看得十分神圣，他們認為天體的運動不同于地面物體的運動，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動.
2、開普勒認為行星做橢圓運動。他發(fā)現(xiàn)假設行星作勻速圓周運動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認為行星作橢圓運動，才能解釋這一差別。
3、開普勒行星運動定律從行星運動軌道、行星運動的線速度變化、軌道與周期的關系三個方面揭示了行星運動的規(guī)律。具體表述為：
第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。
第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積。
第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。即：
比值k是一個與行星無關的常量。
教師活動：認真聽取學生代表發(fā)言，點評總結。引導學生深入探究：
2020高中物理行星的運動教案三
課程目標
知識與技能 1.知道地心說和日心說的基本內容。
2.知道開普勒三定律的內容。
3.理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，真理是來
之不易的。 過程與
方法 通過托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。 情感態(tài)度
與價值觀 1、澄清對天體運動神秘模糊的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。2、感悟科學是人類進步不竭的動力，培養(yǎng)熱愛科學，追求真理的高尚情操。3、在科學探究中學會與人合作，與人共享。 教學重點 開普勒行星運動定律 教學難點 對開普勒行星運動定律的理解和應用 教學過程 學生活動 引入新課
多媒體演示：《仰望星空》詩朗誦
天體運動的圖片瀏覽。在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領域。人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，歷史上有過不同的看法，科學家對此進行了不懈的探索，通過本節(jié)內容的學習，將使我們正
確地認識行星的運動。
新課講解
一、古代對行星運動規(guī)律的認識
問1：.古人對天體運動存在哪些看法?“地心說”和“日心說”.
問2.什么是“地心說”?什么是“日心說”’?
“地心說”認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，大陽、月亮以及其他行星都繞地球運動.
“日心說”則認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動.
“地心說’的代表人物：托勒密(古希臘).“地心說’符合人們的直接經(jīng)驗，同時也符合勢力強大的宗教神學關于地球是宇宙中心的認識，故地心說一度占據(jù)了統(tǒng)治地位達1300多年.
從中世紀以來，教會的反動統(tǒng)治形成了一道無形的枷鎖，凡是不符合教會思想而另有主張的人，都會遭到迫害。哥白尼畢生致力的著作《天體運行論》，臨終前才在這本書上簽上了自己的姓名。日心說與地心說的斗爭是一場真正的科學革命，使人們的世界觀發(fā)生了重大變革，宇宙中心的轉變暗示了宇宙可能根本沒有中心，這在哥白尼那里還是隱含的，意大利學者布魯諾將它公開說出，結果被捕入獄，在被囚禁的八年中，布魯諾始終堅持自己的學說，最后被宗教裁判所判為“異端”，燒死在羅馬鮮花廣場。
第谷·布拉赫(1546-1601)，丹麥天文學家和占星學家。畢
生精力投入到行星位置的測量中，他所做的天文儀器觀測精度之高，是他同時代的人望塵莫及的.
德國天文學家開普勒(1571-1630)，在最初研究他的導師第谷所記錄的數(shù)據(jù)時，也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考問題的，但是所得結果卻與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8分的角度誤差。當時公認的第谷的觀測誤差不超過2分，開普勒想，這不容忽視的8分也許是因為人們認為行星繞太陽做勻速圓周運動所造成的。至此，人們長期以來視為真理的觀念——天體做勻速圓周運動，第一次受到了懷疑。后來開普勒又仔細研究了第谷的觀測資料，經(jīng)過四年多的刻苦計算先后否定了19種設想，最后終于發(fā)現(xiàn)了天體運行的規(guī)律-------開普勒三大定律。
二、開普勒行星運動定律
問1：開普勒認為行星做什么樣的運動?他是怎樣得出這一結論的?
開普勒認為行星做橢圓運動.他發(fā)現(xiàn)假設行星傲勻逮圓周運動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)不符，只有認為行星做橢圓運動，才能解釋這一差別.
問2：開普勒行星運動定律哪幾個方面描述了行星繞太陽運動的規(guī)律?具體表述是什么?
開普勒行星運動定律從行星運動軌道，行星運動的線速度變化，軌道與周期的關系三個方面揭示了行星運動的規(guī)律.
開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上.
問3：這一定律說明了行星運動軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運行時橢圓軌道相同嗎? 不同.
開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積.
問4：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運行，太陽位于橢圓的一個焦點上行星在遠日點的速率與在近日點的速率誰大?
因為相等時間內面積相等，所以近日點速率大。
開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方 的比值都相等. EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT (k值只與中心天體質量有關)
三、行星運動的理想化處理：
問5：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學階段研究中按圓處理，開普勒三定律的內容應該怎樣表述呢?
1、多數(shù)大行星繞太陽運動軌道半徑十分接近圓，太陽處在圓心上。
2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度(或線速度大小)不變。
3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的平方的比值都相等.若用R代表軌道半徑，T代表公轉周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示：
一名學生
朗誦(激發(fā)學生探索宇宙奧秘的激情) 學生交流、討論各自的課前預習結果，并且總結、發(fā)言。
(通過課前查閱資料的過程，體會主動學習的樂趣;感知大師們的思路、方法以及他們一絲不茍的科學精神，激發(fā)他們熱愛科學、探索真理的求知熱情。)
通過對行星運動定律的建立過程的了解，感受觀察手段及數(shù)學歸納法在科學研究中的重要作用。
兩名學生上黑板畫橢圓。
學生上黑板推導遠日點速率與在近日點速率大小關系
引導學生分析表格數(shù)據(jù)，討論k值與什么因素有關?
學生用自己的話表述行星運動的理想化處理。 四、【小試牛刀】
1.關于行星的運動，以下說法正確的是( )
A.行星軌道的半長軸越長，自轉周期越大
2020高中物理行星的運動教案相關文章：