高中物理必修二教案行星運動

　　行星運動的高中物理必修二的一課內容，下面學習啦小編為你整理了高中物理必修二教案行星運動，希望對你有幫助。

　　物理必修二教案行星運動【教學目標】

　　1、了解人類探索宇宙奧秘的發展簡史，增強求知欲;

　　2、理解開普勒三個定律的內容和意義，會分析行星運動的基本特點;

　　3、理解開普勒第三定律橢圓運動規律到圓運動規律的轉換;

　　4、培養學生尊重事實，善于觀察，善于思考，善于動手的思想和能力，建立科學的宇宙觀。

　　物理必修二教案行星運動【學情分析】

　　1 、學生已有的知識結構和能力。 從學生已經具有的知識基礎來看，學生在學習本節課之前，可能只是通過 小學的科學課、報刊、雜志、電視等方式對有關科學家的事例略知一二，對科學 家的發現、 發明、 創造內容的了解應該是非常瑣碎的， 無系統的天體運動研究歷 史方面的知識，但對天體的運動學習應該具有很大的好奇心和濃厚的興趣。

　　2 、學生認知能力上的欠缺。 從學生的認知能力看，由于行星運動抽象、無法感知，學生在理解行星的 運動規律上會存在障礙，同時橢圓在數學上還未接觸過，也會給學生造成困惑。

　　物理必修二教案行星運動【重點難點】

　　1、理解和掌握開普勒行星運動定律，認識行星的運動

　　2、對開普勒行星定律的理解和應用。

　　物理必修二教案行星運動【教學過程】

　　活動1【講授】新課教學

　　引入新課：

　　自人類誕生之日起，我們就對這茫茫宇宙充滿了好奇，希望探索宇宙的奧秘。我國古代產生了很多與此有關的美麗神話傳說，比如關于宇宙的來源——盤古開天地。科學技術發展到今天，科學家對宇宙萬物有了一定的認識。現在，我們知道，宇宙是這樣產生的——宇宙大爆炸。 本節我們就共同來學習前人所探索到的行星的運動情況。

　　進行新課 ：

　　一、古人對天體運動的看法及發展過程 在古代，人們對于天體的運動存在著兩種對立的看法，被稱為“地心說”和“日心說”(教師介紹相關物理學史)。

　　1、“地心說”：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;

　　2、“日心說”：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。

　　【提問】“日心說”和“地心說”哪種觀點更正確?日心說的觀點是否絕對正確?

　　若地球不運動，晝夜交替是太陽繞地球運動形成的，那么每天的情況就應是相同，事實上，每天白天的長短不同，冷暖不同，而“日心說”則能說明這種情況;白晝是地球自轉形成的，而四季是地球繞太陽公轉形成的。 “日心說”也并不是絕對正確的，太陽只是太陽系的中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，因此太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動的。迄今為止，人類還沒有發現宇宙的中心。

　　二、開普勒行星運動定律:

　　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。開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，發現假設行星作勻速圓周運動，計算所得的數據與觀測數據不符，只有認為行星作橢圓運動，才能解釋這一差別。

　　出示表一：節氣表。

　　由節氣表分析可知，一年中四季的時間為：春季92天，夏季94天，秋季91天，冬季90天。如果地球運動軌道是圓，四季的時間應該是相等的，四季時間不等，說明地球繞太陽運動的軌道不是圓，而是橢圓。

　　1、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。(軌道定律)

　　【認識橢圓】 橢圓有2個焦點，半長軸用 表示，半短軸用 表示。

　　2、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。(面積定律)

　　【提問】根據開普勒第二定律，如果一顆行星繞太陽沿橢圓軌道運動，它在遠日點 和近日點 的速度大小相等嗎?

　　由圖易知，相等時間內在遠日點附近運動的弧長 小于在近日點附近的弧長 ，因此可知，遠日點速度小于近日點速度，即 。

　　3、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周期的二次方的比值都相等。(周期定律)即： (k為常量)

　提問：比值k與行星無關，它可能跟誰有關呢?來分析下面一組數據。

　　出示表二：太陽系行星與地球衛星半長軸、周期一覽表

　　由表中數據分析可知，圍繞太陽運動的八大行星的K值相等，圍繞地球運動的2顆衛星的K值也相等。由此得出結論：K值只與中心天體有關。中心天體相同，K值相等;中心天體不同，K值一般不同。

　　【注意】開普勒第三定律也適用于繞行星運動的衛星。 實際上，多數行星的橢圓軌道與圓十分接近(課本33頁圖6.1-3)，在中學階段的研究中我們按圓軌道處理，那么行星運動過程中就沒有近日點和遠日點。這樣我們就可以把開普勒三大定律表述為： 行星繞太陽做圓周運動，太陽處在圓心位置; 行星繞太陽運動時線速度(或角速度)不變，即行星做勻速圓周運動。 所有行星軌道半徑的三次方跟它公轉周期的二次方的比值相等，即 。

　　物理必修二教案行星運動【課堂總結】

　　本節學習的是開普勒行星運動的三定律，其中第一定律反映了行星運動的軌道是橢圓;第二定律描述了行星在近日點的速率最大，在遠日點的速率最小;第三定律揭示了軌道半長軸與公轉周期的定量關系。在近似計算中可以認為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運動。

　　物理必修二教案行星運動【實例探究】

　　[例1]關于行星的運動以下說法正確的是( )

　　A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動

　　B.行星軌道的半長軸越長，自轉周期就越長

　　C.行星軌道的半長軸越長，公轉周期就越長

　　D.水星離太陽“最近”，公轉周期最短

　　分析： 由開普勒第三定律 可知，a越大，T越大，故CD正確，B錯誤;式中的T是公轉周期而非自轉周期，故A錯。 答案：CD

　　[例2]有兩個人造地球衛星，它們繞地球運轉的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運轉的周期之比為 。

　　分析：設兩人造地球衛星的軌道半徑分別為r1、r2，周期分別為T1、T2，且r1：r2 =1：2，則根據開普勒第三定律 ，則得出結果。