高一物理 行星的運(yùn)動(dòng)1

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1、高一物理 行星的運(yùn)動(dòng)1 教學(xué)目的： 1、 了解地心說和日心說兩種不同的觀點(diǎn) 2、 知道開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述 教學(xué)重點(diǎn)：知道開普勒對(duì)行星的描述 教學(xué)過程： 引入：在前面我們學(xué)習(xí)了力和運(yùn)動(dòng)，并且講述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：動(dòng)力學(xué)。介紹了幾種常見的物體運(yùn)動(dòng)，本章將介紹一種新的力-------萬有引力和一種新的運(yùn)動(dòng)實(shí)例--------行星的運(yùn)動(dòng)。 新授： 一、地心說與日心說 1、讓同學(xué)自己閱讀，找出地心說和日心說的觀點(diǎn)： 地心說：認(rèn)為地球是宇宙的中心。地球的靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其它行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。 日心說：認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽動(dòng)動(dòng)

2、2、 為什么地心說會(huì)統(tǒng)治人們很久時(shí)間。 3、 古人是如何看待天體的運(yùn)動(dòng)： 古人認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 4、 誰首先對(duì)天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)提出懷疑：開普勒 在浩瀚的宇宙中有著無數(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……由這些無數(shù)天體組成的廣衰無垠的宇宙始終是人們渴望了解、不斷探．索的領(lǐng)域． 這一章我們將學(xué)習(xí)對(duì)人類智慧影響至為深遠(yuǎn)、在天體運(yùn)動(dòng)中起著決定性作用的萬有引力的有關(guān)知識(shí)，了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)及其在天體運(yùn)動(dòng)中的作用． 托勒密地心說→哥白尼日心說 （1）一說到日心說和地心說，你會(huì)立刻反映到哥白尼等，實(shí)際上在古代，人們對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)

3、就存在著地心說和日心說兩種對(duì)立的看法．地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；日心說則相反，認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)． （2）公元二世紀(jì)的希臘天文學(xué)家托勒密使地心說發(fā)展和完善起來，由于地心說比較符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)（太陽從東邊升起，在西邊落下，好像太陽繞地球運(yùn)動(dòng)），同時(shí)也符合天主教的思想：地球是宇宙中心，宇宙萬物都是上帝創(chuàng)造的，所以地心說得到了教會(huì)的支持，統(tǒng)治了人們一千年之久．但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的不斷研究，天文資料越來越豐富，人們發(fā)現(xiàn)托勒密的地心說的理論與實(shí)際觀測(cè)的資料并不一致，仍然不能解釋某些問題， 地心說所描述的

4、天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多． （3）十六世紀(jì)波蘭天文學(xué)家哥白尼，經(jīng)過四十年的觀測(cè)與研究，在古代日心說的啟發(fā)嚇，重新提出了日心說：太陽是宇宙的中心，地球和其它行星都圍繞著太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。日心說反映了行星運(yùn)動(dòng)的情況，但是日心說不符合教會(huì)的主張，教會(huì)禁止傳播哥白尼的日心說，并且殘酷迫害接受日心說的人，例如：用火燒死了堅(jiān)持日心說的意大利人 布魯諾，伽利略也一位宣傳日心說受到了教會(huì)的審訊和監(jiān)禁。無論地心說也好，日心說也好，古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得都很神圣．認(rèn)為大體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 丹麥天文學(xué)家第谷→開普勒三定律 丹麥天文學(xué)家第谷認(rèn)為，要認(rèn)識(shí)行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，需要積累高度精確的觀測(cè)資

5、料，他連續(xù)二十年，對(duì)行星的位置進(jìn)行了精確的測(cè)量，但是沒有得到結(jié)果，但是他積累大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。 在第谷去世后，他的助手德國(guó)天文學(xué)家開普勒（ 571－1630）在最初研究他的導(dǎo)師第谷所記錄的數(shù)據(jù)時(shí)，也是以行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來思考問題的，但是所得結(jié)果卻與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)至少有8/的角度誤差．當(dāng)時(shí)公認(rèn)的第谷的觀測(cè)誤差不超過2/，開普勒想，這不容忽視的8/也許是因?yàn)槿藗冋J(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所造成的．至此，人們K期以來視為真理的觀念——天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，第一次受到了懷疑．后來開普勒又仔細(xì)研究了第谷的觀測(cè)資料，經(jīng)過四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于發(fā)現(xiàn)： 1、開普勒第一

6、定律 所有行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 開普勒通過四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了十九種設(shè)想，最后了發(fā)現(xiàn)星運(yùn)行的軌道不是圓，而是橢圓。 先講什么是橢圓的中心，焦點(diǎn)，半長(zhǎng)軸，半短軸等。 強(qiáng)調(diào)：橢圓和太陽并不是位于中心，而是焦點(diǎn)。 2、開普勒第二定律 對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。 （近日點(diǎn)速度大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速度?。? t t V小 V大大 3、普勒第三定律 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。 若用R代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，由上面的敘述可知

7、 R3/ T2＝k 比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量． 開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題上有了依據(jù)，更澄清了人們多年來對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問題的研究． 二、鞏固練習(xí)： 例1：地球公轉(zhuǎn)一周為一年，已知金星與太陽的平均距離是地球與太陽平均距離的0.72倍，那么金星公轉(zhuǎn)一周需要多少年？ 例2：關(guān)于日心說被人們所接受的原因： A：太陽總是從東面升起，從西面落下 B：地球是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的 C：以地球?yàn)橹行膩硌芯刻祗w的運(yùn)動(dòng)有許多無法解決的問題 D：以地球?yàn)橹行?，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)單了 三、加深理解 1 學(xué)生先背幾分鐘 2 再加深理解： （1）在開普勒第一定律中“所有”是什么意思？ 各行星在不同的橢圓軌道上，但所有橢圓 軌道的焦點(diǎn)重合，太陽位于重合的焦點(diǎn)上。 （2）在開普勒第三定律中R3/ T2＝k 每個(gè)行星各自軌道半徑的三次方與各自周期的平方的比值都相同。 比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量． 四、作業(yè)：把開普勒定律重新寫到作業(yè)本上。 ·S