7.1 行星的运动 教学设计-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课题： 7.1 行星的运动 教学目的要求：1.了解人类对行星运动规律的认识历程，知道开普勒行星运动定律及其科学价值。2.知道行星绕太阳运动的原因，知道引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。 教学重点： 开普勒定律的提出过程、开普勒定律、开普勒定律的应用 教学难点： 开普勒定律、椭圆的定义及相关概念 教 学 过 程 教师活动 学生活动 新的学期又开始了！上学的路艰辛坎坷，寒窗苦读单调枯燥。抱着梦想来到这里，不能辜负父母心愿，更不要辜负自己的青春年华！渊博学问改变命运，无限风光在险峰，而今迈步从头越。新学期，新开始，新希望，新梦想，愿大家在开学之际，能够有新气象，开创一片新天地！ 【导入】 在我国的传说中，金星凌日、荧惑守心这两种现象是不祥的预言。金星凌日指的是金星掠过太阳，人们看到的现象是金星在太阳的前面，并从太阳表面掠过的过程。荧惑指的是火星，荧惑守心指的是火星在心宿附近逆行的现象。荧惑守心是火星在心宿附近逆行的特例。为什么会出现这种现象呢？ 新课导语 引导思考 导入新课 思考 教 学 过 程 教师活动 学生活动 【新授】 1、 开普勒定律的提出背景 开普勒于1571年出生，是德国的天文学家、物理学家、数学家。他在读大学时，开普勒接触到了哥白尼的日心说理论。 开普勒早期发表的有关宇宙构型的论述展现出了他的数学才能和想象力，得到了当时的天文学家伽利略和第谷的赞许。开普勒随后作为第谷的助手加入了第谷的团队。1601年，第谷去世，开普勒继任第谷的皇家数学家的岗位。 二、绘制椭圆 平面内与两个定点F1, F2距离之和(大于|F1F2|等于定长的点的轨迹叫作椭圆。这两个定点F1, F2叫作椭圆的焦点。两焦点的距离|F1F2|叫做椭圆的焦距。 如图所示，显然，直线F1F2是椭圆的对称轴。线段F1F2的垂直平分线也是椭圆的对称轴。线段F1F2的中点是椭圆的对称中心，叫做椭圆的中点。 如图所示，在AB>CD时，线段AB叫做椭圆的长轴，线段CD叫做椭圆的短轴。线段SA、SB叫做椭圆的半长轴。 讲解开普勒的生平 开普勒定律提出的背景 板书 讲解：椭圆的定义和相关基本概念 阅读P46-48科学漫步 梳理人类对行星运动的认识过程 完成练习册P20一 学画椭圆 P45做一做 记录笔记 教 学 过 程 教师活动 学生活动 如图所示，因椭圆的长轴AB与短轴CD的比值的不同，椭圆会表现出不同的扁平程度。人们用离心率来描述椭圆的扁平程度。记椭圆的长轴为2a，焦距为2c。椭圆的离心率为 离心率越大，椭圆越扁平。离心率越小椭圆越接近于圆。当椭圆的两焦点重合时，椭圆的离心率为0，这时椭圆就变成了圆。 三、开普勒定律 （一）开普勒第一定律（轨道定律） 1、内容：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。 2、开普勒第一定律告诉我们： （1）行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆——行星运动的轨道特征； （2）太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上； （3）行星与太阳间的距离是不断变化的。 （2） 开普勒第二定律（面积定律） 1、内容：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 2、开普勒第二定律告诉我们： （1）当行星离太阳较近的时候，运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小。“近快远慢” （2）行星与太阳之间的相互作用力：在行星与太阳的连线上 （3） 开普勒第三定律（周期定律） 1、内容：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。 若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，开普勒第三定律告诉我们 k为比例常数，只与中心天体有关。 2、该公式包含着行星运动的动力学关系，是牛顿得出万有引力定律的基础。 板书展示 重点讲解 分析 重点讲解 笔记 完成练习册P20二 笔记记录 教 学 过 程 教师活动 学生活动 （4） 说明 1、 相互关系：开普勒三个行星运动定律是一个整体，它对行星运动规律的描述有一个从定性到定量的过程，开普勒第一定律是其余两个定律的基础。但三个定律描述的内容又是各自独立的，并不重复。 2、 开普勒第二