7.1 行星的运动 教学设计 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理人教版必修第二册 第七章《万有引力与宇宙航行》 第1节 行星的运动 教学设计 上课班级 上课时间 年 月 日 课时： 节 课题 第1节 行星的运动 学习目标 1、 物理观念 1．了解地心说和日心说的基本内容和发展历程。 2．知道开普勒行星三定律及其建立过程。 2、 科学思维 1.理解开普勒定律，知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关. 2.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理． 3、 科学探究 能够运用开普勒行星运动定律解决相关问题。 四、科学态度与责任 借助人类对行星运动规律的探索过程，培养科学探究精神和社会责任。 学习重难点 1.对开普勒定律的理解。 2.开普勒定律的应用。 教学过程 一、新课引入 如图为行星绕太阳转动的示意图，观察各行星的运动轨迹，它们是规则的圆形吗？它们绕太阳一周的时间分别为：水星约88天、金星约225天、地球约365天、火星约687天、木星约11.9年、土星约29.5年、天王星约84.3年、海王星约165.2年，据此猜测行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的距离有什么样的定性关系？ 答案　不是　距离越大，周期越长 二、教学过程 （一）开普勒定律 定律 内容 公式或图示 开普勒第一定律 所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积 开普勒第三定律 所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方之比都相等 公式：＝k，k是一个对所有行星都相同的常量 典例1　如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是(　　) A．天　　B．天　　C．1天　　D．9天 C　[由于r卫＝r月，T月＝27天，由开普勒第三定律＝，可得T卫＝1天，故选项C正确。] （二）对开普勒定律的理解 1.行星的轨道问题 行星的轨道都是椭圆，如图甲所示。不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳，如图乙所示。 2.速度大小问题 （1）如图所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积 ，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。 （2）近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点。同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。 3.公转周期的长短问题 （1）如图所示，由 知，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长。常量 与行星无关，只与太阳有关。 （2）该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，此时常量 与卫星无关，只与地球有关，也就是说 值大小由中心天体决定。 典例2　某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点．若该行星运动的周期为T，则该行星(　　) A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间 B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间 C．a到b的时间tab> D．c到d的时间tcd> 答案　D 解析　根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小．行星由a到b运动时的平均速度大于由c到d运动时的平均速度，而弧长ab等于弧长cd，故该行星从a到b的运动时间小于从c到d的运动时间，A错误；同理可知B错误；在整个椭圆轨道上tab＝tda<，tcd＝tbc>，故C错误，D正确． 板书设计 1．开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上． 2．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积． 3．开普勒第三定律：所有行星的轨道半长轴的三次方与它公转周期的二次方之比都相等．其表达式为＝k，其中r表示椭圆的半长轴，T表示行星的公转周期，比值k是一个与行星无关而与太阳有关的常量． 课后作业 1.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道半长轴为1.524天文单位(地球到太阳的平均距离为1个天文单位)．则火星公转一周约为(　　) A．0.8年 B．2年 C．3年 D．4年 2.如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴．下列说法中正确的是(　　) A．行星运动到A点时速度最大 B．行星运动到C点或D点时速度最小 C．行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动 D．行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时针运动到C点的时间相等 3.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？ 课后作业答案 1.答案　B 解析　由开普勒第三定律可得＝，得T火≈2年，故A、C、D错误，B正确． 2.答案　C 解析　由开普勒第二定律知，行星在A点速度最小，在B点速度最大，所以行星从C点顺时针运动到B点的过程中速度在增大，行星从B点顺时针运动到D点的时间小于从A点顺时针运动到C点的时间，故A、B、D错误，C正确． 3.解析　根据开普勒第三定律有 ＝ 解得T火＝()T地＝1.5×365日＝671日 答案　671日 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $