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行星的运动一节教案

6.1 行星的运动

★教授教化目标

1. 知道地心说和日心说的基础内容。

2. 进修开普勒三大年夜定律,能用三大年夜定律办理问题。

3. 懂得人类对行星的熟识历程是漫长繁杂的,真是来之不易的。

学情阐发

在第五章中进修了匀速圆周运动的常识之后,门生都有了圆周运动的根基.在高中地舆上,门生们对天体运动有必然的懂得.

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

★教授教化历程

一、引入

师:同砚们,在前面的进修中我们钻研了地面上物体的运动,从本日开始我们来钻研天空中的运动:天体运动。

师:自古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽绚烂的征象便吸引了他们的留意。聪明的头脑开始探索星体运动的奥秘。直到二十一世纪的本日,科学迅猛成长,人类终于能够飞出地球,登上月球。还能飞向万籁俱寂的茫茫太空,探索更迢遥的星球。但你可知道:人类走到这一步颠最后若干艰辛波折?在对行星规律的熟识历程里人们经历了地心说、日心说及到开普勒定律。

二、地心说

古希腊的天文学家和哲学家经由过程直接的感性熟识,觉得地球是宇宙的中间,是静止不动的,太阳玉轮等各星体都环抱地球做简单的完美的圆周运动。由于地心说相符人们的直接履历,如:太阳从东边升起,从西边落下;同时也相符强大年夜的宗教神学关于地球是宇宙中间的熟识,故地心说一度盘踞了统治职位地方。 代表人物:亚里士多德最先提出,古希腊的托勒密加以完善的

三、日心说

跟着天下航海奇迹的成长,人们盼望借助星星的位置为船队导航,因而对行星的

运动不雅测越来越正确.再加上第谷等科学家颠末经久不雅测及记录的大年夜量的不雅测数据,用托勒密的“地心说”模型很可贵出完美的解答.当时,哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人信托地球并不是一个平台,而是一个球体,哥白尼就开始推想是不是地球天天环抱自己的轴线扭转一周呢?他假设地球并不是宇宙的中间,它与其他行星都是环抱着太阳做匀速圆周运动.这便是“日心说”的模型。日心说觉得太阳是宇宙的中间,且太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳做简单而完美的圆周运动。 代表人物:波兰科学家哥白尼

四、地心说与日心说的碰撞

师:两种学说斗争的光阴很长,虽然地心说盘踞统治职位地方的光阴长,但终极日心说战胜了地心说。

师:“地心说”占统治职位地方光阴较长的缘故原由是因为它对拍照符人们的日常履历,如:太

阳从东边升起,从西边落下;同时它也相符当时在政治上占统治职位地方的宗教神学不雅点. 师:“日心说”以是能够战胜“地心说”是由于很多多少“地心说”不能解析的征象“日心

说”则能阐明,也便是说,“日心说”比“地心说”更科学、更靠近事实.例如:若地球不动,日夜交替是太阳绕地球运动形成的.那么,天天的环境就应是相同的,而事实上,天天日间的是非不合,冷暖不合.而“日心说”则能阐明这种环境:白天是地球自转形成的,而四时是地球绕太阳公转形成的。

师:虽然“地心说”相符人们的履历,但它照样差错的.进而阐明“目击为实”的说法

并非绝对精确.例如:我们乘车时察看到树木在向后运动,而事实上并没有动(相对付地面).

师:从今朝科研结果和我们所掌握的常识来看,“日心说”也并不是绝对精确的,由于

太阳只是太阳系的一其中间天体,而太阳系只是宇宙中浩繁星系之一,以是太阳并不是宇宙的中间,也不是静止不动的.“日心说”只是与“地心说”比拟更准确一些罢了。 师:颠末前面的进修我们对“地心说”和“日心说”有了初步的熟识,事实上从“地心说”向“日心说”的过渡经历了漫长的光阴,并且科学家们付出了困难的奋斗,哥白尼便是此中一位.他在哥伦布和麦哲伦猜想的根基上,假设地球并不是宇宙的中间,而和其他天体一样都是绕太阳做匀速圆周运动的行星,从而使许多问题得以办理,也建立起了“日心说”的基础模型.但他的不雅点不相符当时欧洲统治教会的利益,因而受到了教会的毒害.使得这一精确的不雅点被推迟一个世纪才被人们吸收。昔人的这种对问题一丝不苟、孜孜以求的精神值得我们进修,以是我们对待进修要踏扎实实,认卖力真,不放

过一点疑问。

不雅看动画:日心说示意图;日地月

五、开普勒三大年夜定律

师:德国的物理学家开普勒承袭和总结了他的导师第谷的整个不雅测资料及不雅测数据,也

因此行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思虑和谋略的,由于不管是“地心说”照样“日心说”,都把天体运动看得很神圣,觉得天体运动一定是最完美、最折衷的匀速圆周运动。但结果老是与第谷的不雅测数据有8′的角度偏差.当时公认的第谷的不雅测偏差不跨越2′(第谷是一个察看天才,它经由过程对780颗阁下的恒星持续察看,将不雅测结果早年人的10′误差减小到2′)开普勒想,天体运动很可能不是匀速圆周运动.在这个大年夜胆思路下,开普勒又颠末四年多的耐劳谋略,先后否定了19种设想,着末终于谋略出行星是绕太阳运动的,并且运动轨迹为椭圆,证清楚明了哥白尼的“日心说”是精确的.并总结为行星运动三定律。

①开普勒第必然律: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。(椭

圆定律)

不雅看动画:开普勒第必然律

【问题】:这必然律阐清楚明了行星运动轨迹的外形,那不合的行星绕大年夜阳运行时椭圆轨道

相同吗?

【解析】:不是。不合行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样,但这些轨道有一个合营的焦

点,即太阳所处的位置。

不雅看动画:开普勒第必然律(双行星)

【切记】:不合行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样,但这些轨道有一个合营的焦点,即太阳

所处的位置。

近日点

远日点 近日点

【弥补】:由于地轴偏向恒指向北极星偏向,

在近日点时,太阳直射南回归线(冬至),

在远日点时,太阳直射北回归线(夏至)。远日点

在春分和秋分时刻太阳直射赤道。以是春夏比秋冬光阴长,但由于地球轨道靠近于圆,以是相差不了几天。

②开普勒第二定律:对随意率性一个行星来说,它与太阳的连线在相等光阴内扫过相等的面

积.(面积定律)

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不雅看动画:开普勒第二定律

【问题】:行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上,则行星在远日点的速度与

在近日点的速度谁大年夜?

【解析】:根据相等光阴的面积相等可知近日点速度大年夜于远日点速度。

【切记】:行星在近日点的速度大年夜于远日点的速度。

③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.(周期定律)

a3

若用a表示椭圆半长轴,T代表公转周期,则开普勒第三定律奉告我们:2 k T

不雅看动画:开普勒第三定律

a3

【问题】:公式2 k中的比例系数k可能与谁有关? T

【解析】: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”必然与运动系统的物体有关.由于常数k对付所有行星都相同,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便是中间天体——太阳,故这一常数“k"必然与中间天体——太阳有关

【切记】:k与中间天体(太阳)有关

例1、我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为为a地,公转周期为T地,火星绕太阳运

动的轨道半径为a火,公转周期为T火,那这些物理量之间应该满意如何的关系? 3r地日

2T地日 3r火日2T火日 k(常量)

六、太阳系

师:我们现在来懂得一下太阳系的各行星及其运行环境。

师:自从冥王星于2006年8月24日被国际天文联会取消其行星职位地方,降为“矮行星”后,从此太阳系由“九大年夜行星”变为“八大年夜行星。

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