《行星的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì).doc

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《行星的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì) 安遠(yuǎn)二中 張招勝 課題：人教版高一物理必修②第六章第一節(jié)《行星的運(yùn)動(dòng)》 一、教學(xué)分析 1、教材分析 本節(jié)教材介紹了人們對(duì)星體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，重點(diǎn)介紹開(kāi)普勒三定律，目的是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)天體運(yùn)行的規(guī)律與地面物體的運(yùn)行規(guī)律本質(zhì)上是相同的，從而為萬(wàn)有引力定律的得出作準(zhǔn)備。這節(jié)內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是抽象的、陌生的，甚至無(wú)法去感知。所以本節(jié)課主要引導(dǎo)學(xué)生了解人類對(duì)星體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，從“日心說(shuō)”和“地心說(shuō)”的內(nèi)容到其兩者之間的爭(zhēng)論，從第谷的精心觀測(cè)到開(kāi)普勒的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在學(xué)生整體感知的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這些大師們的思路、方法及他們的一絲不茍的科學(xué)精神，并激發(fā)他們熱愛(ài)科學(xué)、探索真理的求知欲望。 2、學(xué)生分析 高一的學(xué)生對(duì)知識(shí)充滿著一種渴望，具有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，他們的觀察不只停留在一些表面現(xiàn)象，而具有更深層次的探究愿望。他們對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)充滿好奇又覺(jué)得非常神秘而不易理解。但對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)的了解只停留在看科普電視節(jié)目、科普書(shū)籍和地理課的介紹層面上，對(duì)古代天體運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)和開(kāi)普勒行星三定律還很陌生。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）、知識(shí)與技能 1.了解中國(guó)古代宇宙觀。 2.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。 3.知道開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的三大定律的內(nèi)容。 4.理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。 （二）、過(guò)程與方法 1．通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解． 2.滲透科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)品質(zhì)的教育，感知物理學(xué)史，體會(huì)科學(xué)發(fā)展的曲折與艱辛。 3. 通過(guò)對(duì)天體運(yùn)行研究歷史的了解，體會(huì)科學(xué)研究的一般思路與方法──質(zhì)疑、批判、猜測(cè)、觀察與實(shí)驗(yàn)。 （三）、情感態(tài)度價(jià)值觀 1. 通過(guò)對(duì)天體運(yùn)行研究歷史的了解，感悟科學(xué)家對(duì)科學(xué)的執(zhí)著和獻(xiàn)身精神。 2．澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法． 3. 培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神和勇于創(chuàng)新、敢于堅(jiān)持真理、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情 4．感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力． 三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：理解和掌握開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用。 四、教學(xué)方法 1.“日心說(shuō)”的建立教學(xué)——采用學(xué)生自主閱讀對(duì)比、反證、合作交流及講授法。 2.行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的建立——采用放錄像和CAI課件模擬行星的運(yùn)動(dòng)情況。 五、教學(xué)過(guò)程： 創(chuàng)設(shè)情景、引入新課 播放嫦娥一號(hào)發(fā)射升空到繞月過(guò)程的視頻動(dòng)畫(huà)。 （激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛(ài)國(guó)熱情,體會(huì)物理的重要性） 教師：誰(shuí)沒(méi)有在童年遙望星空的記憶？漫天星斗曾經(jīng)激起多少美麗的夢(mèng)想! 我們與無(wú)數(shù)生靈生活在地球上，白天我們沐浴著太陽(yáng)的光輝.夜晚，仰望蒼穹，繁星閃爍，美麗的月亮把我們帶入了無(wú)限的遐想之中，這浩瀚無(wú)垠的宇宙中有著無(wú)數(shù)的大小不一、形態(tài)各異的天體，它們的神秘始終讓我們渴望了解，并不斷地去探索… （把學(xué)生的思緒帶回到童年，激發(fā)學(xué)生對(duì)宇宙、對(duì)行星運(yùn)動(dòng)探究的欲望。） 新課教學(xué) （一）、簡(jiǎn)介中國(guó)古代宇宙觀 1.蓋天說(shuō)：天圓如張蓋，地方如棋局。 2.張衡的渾天說(shuō)：“天地之體，狀如鳥(niǎo)卵，天包地之外，猶卵之裹黃，周旋無(wú)端，其形渾渾然?！? （簡(jiǎn)介中國(guó)古代宇宙觀，使學(xué)生對(duì)我國(guó)古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究有所理解） （二）、地心說(shuō)與日心說(shuō) 學(xué)習(xí)與交流：請(qǐng)學(xué)生閱讀教材課文一、二自然段思考下面幾個(gè)問(wèn)題: 課件展示問(wèn)題： 1.古代人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法? 2.什么是“地心說(shuō)”,什么是“日心說(shuō)”? 3.哪種學(xué)說(shuō)占統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng)? 4.兩種學(xué)說(shuō)爭(zhēng)論的結(jié)果是什么? ［學(xué)生活動(dòng)］閱讀課文,并從課文中找出相應(yīng)的答案。 1.在古代,人們對(duì)于天體的運(yùn)動(dòng)存在著地心說(shuō)和日心說(shuō)兩種對(duì)立的看法。 2.“地心說(shuō)”認(rèn)為地球是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽(yáng),月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；“日心說(shuō)”認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心,地球,月亮以及其他行星都在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。 3.“地心說(shuō)”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng). 4.“日心說(shuō)”與“地心說(shuō)”爭(zhēng)論的結(jié)果是“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，真理最終戰(zhàn)勝了謬誤。 教師：介紹“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的發(fā)展過(guò)程 多媒體展示“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)，并配以動(dòng)畫(huà)。 （讓學(xué)生對(duì)這兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí)。） （三）、開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究 教師：德國(guó)的物理學(xué)家開(kāi)普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料及觀測(cè)數(shù)據(jù)，也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來(lái)思考和計(jì)算的，但結(jié)果總是與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)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(guò)2′。開(kāi)普勒想，很可能不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)大膽思路下，開(kāi)普勒又經(jīng)過(guò)四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于計(jì)算出行星是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的，并且運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，證明了哥白尼的“日心說(shuō)”是正確的，并總結(jié)為行星運(yùn)動(dòng)三定律。 （使學(xué)生領(lǐng)略前輩科學(xué)家們對(duì)自然奧秘不屈不撓探索的精神和對(duì)待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度，從而感悟科學(xué)的結(jié)論總是在頑強(qiáng)曲折的科學(xué)實(shí)踐中悄悄來(lái)臨） 請(qǐng)學(xué)生閱讀課文三、四、五自然段,同時(shí)回答下列問(wèn)題: 課件展示問(wèn)題： 1.古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)? 2．開(kāi)普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的? 3．開(kāi)普勒描述行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的具體內(nèi)容是什么? [學(xué)生活動(dòng)］閱讀課文,并從課文中找出相應(yīng)的答案: 1. 古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣,他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng),天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 2、開(kāi)普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)。他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星作橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別。 3、開(kāi)普勒描述行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的具體內(nèi)容是： 第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。 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。即： 比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量。 開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上． 課件展示開(kāi)普勒第一定律，使學(xué)生對(duì)開(kāi)普勒第一定律有一個(gè)更形象直觀的感性認(rèn)識(shí)。 [學(xué)生活動(dòng)］ 做一做： 用圖釘和細(xì)繩畫(huà)橢圓 （引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)橢圓，知道什么是半長(zhǎng)軸、半短軸和焦點(diǎn)。） 想一想：橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系? 開(kāi)普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。 課件展示開(kāi)普勒第二定律，使學(xué)生對(duì)開(kāi)普勒第二定律有一個(gè)更形象直觀的感性認(rèn)識(shí)。 教師：如圖所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．如果時(shí)間間隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面積SA=SB。 思考與交流：試比較近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)地球的速度大?。? （加深對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解） 開(kāi)普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 即 a3 / T 2 = k 課件展示開(kāi)普勒第三定律，使學(xué)生通過(guò)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的立體畫(huà)面的觀看，對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)一步提高。 教師給出太陽(yáng)系八大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，請(qǐng)學(xué)生驗(yàn)證開(kāi)普勒第三定律。 行星 平均軌道半徑R（米） 周期T（秒） 水星 5.791010 7.60106 金星 1.081011 1.49107 地球 1.491011 3.16107 火星 2.281011 5.94107 木星 7.781011 3.74108 土星 1.431012 9.30108 天王星 2.871012 2.66109 海王星 4.501012 5.20109 （通過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證開(kāi)普勒第三定律的正確性，并理解k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量） 思考與交流：k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，那它可能跟誰(shuí)有關(guān)? [學(xué)生活動(dòng)］討論、猜想。 教師：實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，所以在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理．開(kāi)普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢? [學(xué)生活動(dòng)］學(xué)生思考討論，并派代表回答： 1.多數(shù)大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近，太陽(yáng)處在圓心。 2.對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變，即行星做圓周運(yùn)動(dòng)。 3.所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方比值都相等。 （四）科學(xué)漫步 1、星云： 我們今天主要探討了我們太陽(yáng)系中的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們知道在太陽(yáng)系外的銀河系，河外星系，總星系中又有很多很多類似于我們太陽(yáng)系的無(wú)數(shù)的小系統(tǒng)，而且我們?nèi)祟愐呀?jīng)觀測(cè)到離我們150億光年的河外星系，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，我們?nèi)祟悓?duì)宇宙天體的觀測(cè)和探索從沒(méi)停止過(guò)，而且已經(jīng)取得了很大的成果 多媒體展示星云的有關(guān)圖片讓學(xué)生開(kāi)開(kāi)眼界，激發(fā)他們探究宇宙，探索未知的激情。 2、火星的逆行： 科學(xué)家細(xì)心的觀察表明，行星并非總向一個(gè)方向移動(dòng)。大多數(shù)時(shí)間它有西向東移動(dòng)，但有時(shí)卻要停下來(lái)，然后向西移動(dòng)一段時(shí)間，隨后又向東移動(dòng)，這個(gè)現(xiàn)象叫行星的逆行。 播放火星的逆行視頻，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。 （通過(guò)科學(xué)漫步開(kāi)闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的求知欲，激勵(lì)學(xué)生對(duì)未知世界的探索。） 當(dāng)堂練習(xí) 1．下列說(shuō)法正確的是 ( ) A．地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng) B.太陽(yáng)是宇宙的中心，所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) C.太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng) D．“地心說(shuō)”和哥白尼提出的“日心說(shuō)”現(xiàn)在看來(lái)都是不正確的 2、行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道如果是圓形，那么運(yùn)行周期T的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數(shù)，設(shè)T2/r3=k,則常數(shù)k的大小( ) A .只與恒星的質(zhì)量有關(guān) B. 與恒星的質(zhì)量及行星的的質(zhì)量有關(guān) C. 只與行星的質(zhì)量有關(guān) D. 與恒星的質(zhì)量及行星的的速度有關(guān) 3、課本“問(wèn)題與練習(xí)”的第4題 課后寄語(yǔ)： 人的一生相對(duì)于浩淼的宇宙是多么的渺小和短暫但是人類對(duì)宇宙奧秘的探索卻是一刻也未停止過(guò)。 宇宙有多大？宇宙是有限還是無(wú)限？宇宙有沒(méi)有中心？如果有，它的中心在哪里？宇宙如何變化？宇宙的未來(lái)將是什么？ （宇宙還有很多不為人知的奧秘，激勵(lì)學(xué)生學(xué)好科學(xué)文化知識(shí)繼續(xù)探究宇宙）