日期:2022-01-27
這是行星的運動教學反思,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
行星的運動教學反思第 1 篇
教學目標
知識與技能:
知道地心說和日心說的基本內容。
學習開普勒三大定律,能用三大定律解決問題。
了解人類對行星的認識過程是漫長復雜的,真是來之不易的。
過程與方法:
體會精確的觀察記錄在科學研究中的重要地位。
對過對開普勒三定律的學習了解天體運動的規律。
情感態度與價值觀:
通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。
了解伽利略等科學家為科學獻身的精神,學習前人對問題一絲不茍、孜孜以求的精神。
★重難點:
掌握天體運動的演變過程; 熟記開普勒三定律.
★課時安排:1課時
★新課引入:同學們,在前面的學習中我們已經學習了運動學靜力學及動力學的基本知識并且用這些知識研究了地面上物體的運動,現在我們就放開視野,從今天開始我們來研究天空中的運動:天體運動。首先是太陽系行星的運動.
研究天體的運動是從古到今科學研究的永恒主題。關于行星的運動,歷史上有兩種對立的說法,這是歷史上犧牲最大的科學爭論。
★新課教學
一、地心說
1、地心說:認為地球是宇宙中心,任何星球都圍繞地球旋轉。
2、代表人物:托勒密(公元90——168年)
3、存在條件:第一符合人們的日常經驗,第二人們多信奉宗教神學,認為地球是宇宙中心。
但: 隨著觀測精度的不斷提高,地心說算出的行星位置偏離觀測位置越來越大
二、日心說
1、日心說:太陽是靜止不動的,地球和其他行星都繞太陽運動
2、代表人物:哥白尼(1473——1543)
3、存在條件:地心說解釋天體運動不僅復雜,而且許多問題都不能解釋。而用日心說,許多天體運動的問題不但能解決,而且還變得特別簡單。
進入高中物理的第一節課就學了參考系的選擇,我們知道運動的描述是相對的,從表面上看,兩學說只不過是參考系的改變.但大家要注意,這是一兩千年前的爭論,運動描述的相對性是物理學發展后,一非常現代的科學觀點,它們所謂的靜止是絕對靜止,就像我們還沒讀書,沒學物理時認為地面是絕對靜止的,其它物體相對地面的在動叫做運動的物體,地心說的觀點就是地球絕對靜止,日心說的觀點就是太陽絕對靜止.現在看來古代的兩種學說都不完善,地心說和日心說的共同點:天體的運動都是勻速圓周運動。因為太陽、地球等天體都是運動的(運動是絕對的),鑒于當時對自然科學的認識能力,日心說比地心說更先進,在太陽系中我們認為太陽是靜止的
師:“日心說”所以能夠戰勝“地心說”是因為好多“地心說”不能解析的現象“日心說”則能說明,也就是說,“日心說”比“地心說”更科學、更接近事實.例如:若地球不動,晝夜交替是太陽繞地球運動形成的.那么,每天的情況就應是相同的,而事實上,每天白天的長短不同,冷暖不同.而“日心說”則能說明這種情況:白晝是地球自轉形成的,而四季是地球繞太陽公轉形成的。
三、天才觀測家-第谷的觀測(純肉眼觀測)
1、第谷(1546——1601)是丹麥的天文學家、觀測家,歷時20年的觀測,記錄了行星、月亮、彗星的位置。
2、第谷雖然本人沒有描繪出行星運動的規律,但他積累的資料為開普勒的研究提供了堅實的基礎
天才觀測家又有一學生是天才數學家-----開普勒
他分析他導師-第谷數據得出結論:行星運動的軌道不是圓周運動而是繞橢圓運動
四、補充:簡介橢圓(可使學生實驗體驗橢圓)
小結:兩個圖釘位置靠的越近,橢圓就越接近于圓
五、開普勒三定律:
1.開普勒第一定律——橢圓軌道定律
所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點上。
注意:九大行星的軌道半徑不同且所在的軌道平面不在同一個軌道平面上
開普勒指出運動軌道不是圓,那么就不可能如上兩學說做勻速圓周運動,行星運動的速度是怎樣的呢?
2.開普勒第二定律——又叫面積定律
行星的運動教學反思第 2 篇教學目標
知識與技能:1、了解人類對行星運動規律的認識歷程。
2、了解觀察的方法在認識行星運動規律中的作用。
3、知道開普勒行星運動定律,知道開普勒行星運動定律的科學價值,了解開普勒第三定律中k值得大小與中心天體有關。
過程與方法:通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。
情感、態度與價值觀:1、澄清對天體運動神秘模糊的認識,掌握人類認識自然規律的科學方法。
感悟科學是人類進步不竭的動力。
2學情分析
學情分析:這節課對學生來說,內容枯燥,沒有感性認識,如果只講授知識,學生學習缺乏興趣。因此在本節課中通過教師引導,學生自主探究,一方面是學生掌握本節知識,另一方面體驗科學家認識自然規律的科學方法和歷程。
3重點難點
教學重點:開普勒行星運動定律
教學難點:對開普勒行星運動定律的理解和應用
4教學過程 4.1第一學時 教學活動 活動1【導入】導入新課
在浩瀚的宇宙中有著無數大小不一、形態各異的天體。白天我們沐浴著太陽的光輝,夜晚,仰望蒼穹,繁星閃爍,美麗的月亮把我們帶入無限的遐想中。由這些天體所組成的宇宙始終是人們渴望了解又不斷探索的領域。我們的祖先發現,大多數星星的相互位置幾乎是固定是固定的,幾百年內不會發生肉眼可見的變化,它們是“恒星”,然而,水星、火星、木星、土星等這幾顆亮星,則在眾星的背景前移動,有的在幾個星期中就能發現它的位置變化,所以把它們叫“行星”,認識宇宙要從行星開始。今天我們就來學習第一節行星的運動,看看行星運動時有什么規律。
活動2【講授】導學達標
環節1:古人對天體運動的認識及發展過程
教師活動:引導學生閱讀教材第一段,投影出示以下提綱:
1、古代人們對天體運動存在哪些看法?
2、什么是“地心說”,什么是“日心說”?代表人物是誰?
3、哪種學說占統治地位的時間較長?為什么?
4、兩種學說爭論的結果是什么?你認為那種結果是正確的?
學生活動:閱讀課文,并從課文中找出相應的答案。學生代表發言。
環節2:開普勒行星運動定律
教師活動:引導學生閱讀教材,投影出示以下提綱:
1、古人認為天體做什么運動?
年份
春分
夏至
秋分
冬至
2004
3/20
6/21
9/23
12/21
2005
3/20
6/21
9/23
12/22
2006
3/21
6/21
9/23
12/22
2、投影表一:
通過上面數據,說明為什么秋冬兩季比春夏兩季要少幾天?由此你想到天體做的什么運動?
3、開普勒在研究第谷的行星觀察基礎上,提出的行星的運動規律是怎樣的
學生思考,分組討論,代表回答。教師補充。板書開普勒第一、第二定律。
4、學生活動:兩人一組畫橢圓,理解半長軸和焦點。
5、下表是八大行星、月球、地球同步衛星的半長軸與周期的大小
行星
半長軸(109m)
周期(s)
k/(m3/s2)
水星
57.9
7.6×106
3.36×1018
金星
108
1.94×106
3.36×1018
地球
149
3.16×106
3.31×1018
火星
228
5.94×106
3.36×1018
木星
778
3.74×108
3.36×1018
土星
1426
9.30×108
3.36×1018
月球
0.3844
2.36×104
1.03×1013
同步衛星
0.424
8.64×104
1.03×1013
學生活動:通過計算尋找其中的規律。總結開普勒第三定律并板書。
思考:k值大小與什么有關?
6、問:如果把行星軌道按圓軌道來處理,開普勒定律如何描述?
學生思考、討論回答。
師:行星運動的研究只能用觀察測量的方法,不能用實驗研究的方法。科學家對行星研究成果是天文歷法的基礎。開普勒關于行星運動的描述為萬有引力定律的發現奠定了基礎。
7、開普勒定律的應用:
例1:有一個叫谷神的小行星(m=1.00×1021kg),它的軌道半徑是地球繞太陽運動的軌道半徑的2.77倍,求它繞太陽一周所需的時間。
例2:木星繞太陽運動的周期為地球繞太陽運動周期的12倍,那么,木星繞太陽運動軌道的半長軸是地球繞太陽運動軌道的半長軸的多少倍?
行星的運動教學反思第 3 篇教學目標
1. 知道地心說和日心說的基本內容。
2. 學習開普勒三大定律,能用三大定律解決問題。
3. 了解人類對行星的認識過程是漫長復雜的,真是來之不易的。
學情分析
在第五章中學習了勻速圓周運動的知識之后,學生都有了圓周運動的基礎.在高中地理上,學生們對天體運動有一定的了解.
重點難點
重點:開普勒行星運動定律.
難點:對開普勒行星運動定律
★教學過程
一、引入
師:同學們,在前面的學習中我們研究了地面上物體的運動,從今天開始我們來研究天空中的運動:天體運動。
師:自古以來,當人們仰望星空時,天空中壯麗璀璨的現象便吸引了他們的注意。智慧的頭腦開始探索星體運動的奧秘。直到二十一世紀的今天,科學迅猛發展,人類終于能夠飛出地球,登上月球。還能飛向萬籟俱寂的茫茫太空,探索更遙遠的星球。但你可知道:人類走到這一步經過了多少艱辛曲折?在對行星規律的認識過程里人們經歷了地心說、日心說及到開普勒定律。
二、地心說
古希臘的天文學家和哲學家通過直接的感性認識,認為地球是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽月亮等各星體都圍繞地球做簡單的完美的圓周運動。因為地心說符合人們的直接經驗,如:太陽從東邊升起,從西邊落下;同時也符合強大的宗教神學關于地球是宇宙中心的認識,故地心說一度占據了統治地位。 代表人物:亞里士多德最先提出,古希臘的托勒密加以完善的
三、日心說
隨著世界航海事業的發展,人們希望借助星星的位置為船隊導航,因而對行星的
運動觀測越來越精確.再加上第谷等科學家經過長期觀測及記錄的大量的觀測數據,用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答.當時,哥倫布和麥哲倫的探險航行已經使不少人相信地球并不是一個平臺,而是一個球體,哥白尼就開始推測是不是地球每天圍繞自己的軸線旋轉一周呢?他假設地球并不是宇宙的.中心,它與其他行星都是圍繞著太陽做勻速圓周運動.這就是“日心說”的模型。日心說認為太陽是宇宙的中心,且太陽是靜止不動的,地球和其它行星都繞太陽做簡單而完美的圓周運動。 代表人物:波蘭科學家哥白尼
四、地心說與日心說的碰撞
師:兩種學說斗爭的時間很長,雖然地心說占據統治地位的時間長,但最終日心說戰勝了地心說。
師:“地心說”占統治地位時間較長的原因是由于它比較符合人們的日常經驗,如:太
陽從東邊升起,從西邊落下;同時它也符合當時在政治上占統治地位的宗教神學觀點. 師:“日心說”所以能夠戰勝“地心說”是因為好多“地心說”不能解析的現象“日心
說”則能說明,也就是說,“日心說”比“地心說”更科學、更接近事實.例如:若地球不動,晝夜交替是太陽繞地球運動形成的.那么,每天的情況就應是相同的,而事實上,每天白天的長短不同,冷暖不同.而“日心說”則能說明這種情況:白晝是地球自轉形成的,而四季是地球繞太陽公轉形成的。
師:雖然“地心說”符合人們的經驗,但它還是錯誤的.進而說明“眼見為實”的說法
并非絕對正確.例如:我們乘車時觀察到樹木在向后運動,而事實上并沒有動(相對于地面).
師:從目前科研結果和我們所掌握的知識來看,“日心說”也并不是絕對正確的,因為
太陽只是太陽系的一個中心天體,而太陽系只是宇宙中眾多星系之一,所以太陽并不是宇宙的中心,也不是靜止不動的.“日心說”只是與“地心說”相比更準確一些罷了。 師:經過前面的學習我們對“地心說”和“日心說”有了初步的認識,事實上從“地心說”向“日心說”的過渡經歷了漫長的時間,并且科學家們付出了艱苦的奮斗,哥白尼就是其中一位.他在哥倫布和麥哲倫猜想的基礎上,假設地球并不是宇宙的中心,而和其他天體一樣都是繞太陽做勻速圓周運動的行星,從而使許多問題得以解決,也建立起了“日心說”的基本模型.但他的觀點不符合當時歐洲統治教會的利益,因而受到了教會的迫害.使得這一正確的觀點被推遲一個世紀才被人們接受。前人的這種對問題一絲不茍、孜孜以求的精神值得我們學習,所以我們對待學習要腳踏實地,認認真真,不放
過一點疑問。
觀看動畫:日心說示意圖;日地月
五、開普勒三大定律
師:德國的物理學家開普勒繼承和總結了他的導師第谷的全部觀測資料及觀測數據,也
是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考和計算的,因為不管是“地心說”還是“日心說”,都把天體運動看得很神圣,認為天體運動必然是最完美、最和諧的勻速圓周運動。但結果總是與第谷的觀測數據有8′的角度誤差.當時公認的第谷的觀測誤差不超過2′(第谷是一個觀察天才,它通過對780顆左右的恒星持續觀察,將觀測結果從前人的10′偏差減小到2′)開普勒想,天體運動很可能不是勻速圓周運動.在這個大膽思路下,開普勒又經過四年多的刻苦計算,先后否定了19種設想,最后終于計算出行星是繞太陽運動的,并且運動軌跡為橢圓,證明了哥白尼的“日心說”是正確的.并總結為行星運動三定律。
①開普勒第一定律:所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上。(橢
圓定律)
觀看動畫:開普勒第一定律
【問題】:這一定律說明了行星運動軌跡的形狀,那不同的行星繞大陽運行時橢圓軌道
相同嗎?
【解析】:不是。不同行星繞太陽運行的橢圓軌道不一樣,但這些軌道有一個共同的焦
點,即太陽所處的位置。
觀看動畫:開普勒第一定律(雙行星)
【牢記】:不同行星繞太陽運行的橢圓軌道不一樣,但這些軌道有一個共同的焦點,即太陽
所處的位置。
近日點
遠日點 近日點
【補充】:因為地軸方向恒指向北極星方向,
在近日點時,太陽直射南回歸線(冬至),
在遠日點時,太陽直射北回歸線(夏至)。遠日點
在春分和秋分時候太陽直射赤道。所以春夏比秋冬時間長,但因為地球軌道接近于圓,所以相差不了幾天。
②開普勒第二定律:對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面
積.(面積定律)
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觀看動畫:開普勒第二定律
【問題】:行星沿著橢圓軌道運行,太陽位于橢圓的一個焦點上,則行星在遠日點的速率與
在近日點的速率誰大?
【解析】:根據相等時間的面積相等可知近日點速率大于遠日點速率。
【牢記】:行星在近日點的速率大于遠日點的速率。
③開普勒第三定律:所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相
等.(周期定律)
a3
若用a表示橢圓半長軸,T代表公轉周期,則開普勒第三定律告訴我們:2 k T
觀看動畫:開普勒第三定律
a3
【問題】:公式2 k中的比例系數k可能與誰有關? T
【解析】:開普勒第三定律知:所有行星繞太陽運動的半長軸的三次方跟公轉周期二次方的
比值是一個常數k,可以猜想,這個“k”一定與運動系統的物體有關.因為常數k對于所有行星都相同,而各行星是不一樣的,故跟行星無關,而在運動系中除了行星就是中心天體——太陽,故這一常數“k"一定與中心天體——太陽有關
【牢記】:k與中心天體(太陽)有關
例1、我們假設地球繞太陽運動時的軌道半長軸為為a地,公轉周期為T地,火星繞太陽運
動的軌道半徑為a火,公轉周期為T火,那這些物理量之間應該滿足怎樣的關系? 3r地日
2T地日 3r火日2T火日 k(常量)
六、太陽系
師:我們現在來了解一下太陽系的各行星及其運行情況。
師:自從冥王星于2006年8月24日被國際天文聯會取消其行星地位,降為“矮行星”后,從此太陽系由“九大行星”變為“八大行星。
行星的運動教學反思第 4 篇教學準備
1. 教學目標
1、知識與技能
(1)知道地心說和日心說的基本內容;
(2)知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上;
(3)知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等,且這個比值與行星的質量無關,但與太陽的質量有關;
(4)理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的,真理是來之不易的。
2、過程與方法:過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解。
3、情感、態度與價值觀
(1)澄清對天體運動裨秘、模糊的認識,掌握人類認識自然規律的科學方法。
(2)感悟科學是人類進步不竭的動力。
2. 教學重點/難點
二、教學重點:理解和掌握開普勒行星運動定律,認識行星的運動。學好本節有利于對宇宙中行星的運動規律的認識,掌握人類認識自然規律的科學方法,并有利于對人造衛星的學習。
三、教學難點:對開普勒行星運動定律的理解和應用,通過本節的學習可以澄清人們對天體運動神秘、模糊的認識。
3. 教學用具
多媒體、板書
4. 標簽
教學過程
一、地心說和日心說
1.基本知識
(1)地心說
①內容:地球是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動.
②代表人物:托勒密.
(2)日心說
①內容:太陽是靜止不動的,地球和其他行星都繞太陽運動.
(3)兩種學說的局限性
它們都把天體的運動看得很神圣,認為天體的運動必然是最完美、最和諧的勻速圓周運動,而這和丹麥天文學家第谷的觀測數據不符.
2.思考判斷
(1)宇宙的中心是太陽,所有行星都在繞太陽做勻速圓周運動.(×)
(2)造成天體每天東升西落的原因是天空不轉動,只是地球每天自西向東自轉一周.(×)
(3)與日地距離相比,恒星離地球都十分遙遠.(√)
探究交流
地心說和日心說是兩種截然不同的觀點,現在看來這兩種觀點哪一種是正確的?
【提示】 兩種觀點受人們意識的限制,是人類發展到不同歷史時期的產物.兩種觀點都具有歷史局限性,現在看來都是不完全正確的.
二、開普勒行星運動定律
1.基本知識
2.思考判斷
(1)圍繞太陽運動的行星的速率是一成不變的.(×)
(2)開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運動.(×)
(3)行星軌道的半長軸越長,行星的周期越長.(√)
探究交流
行星繞太陽在橢圓軌道上運行,行星距太陽較近處與距太陽較遠處相比較,運動速率何處較大?
【提示】 由開普勒第二定律可知,由于在相等的時間內,行星與太陽的連線掃過相等的面積,顯然相距較近時相等時間內經過的弧長必須較長,因此運動速率較大.
三、行星運動的近似處理
1.基本知識
(1)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓,太陽處在圓心.
(2)對某一行星來說,它繞太陽做圓周運動的角速度(或線速度)不變,即行星做勻速圓周運動.
行星的運動教案設計三
【教材分析】
本節課的學習內容,是學習萬有引力定律及天體運動問題的基礎和前提。本節內容的特點是:知識內容較少,但包含著的科學史料十分豐富,因此,本課的教學設計應該立足于學生的科學精神的培養,讓學生在科學家關于天體運動問題的研究歷史中,感悟科學家求真、求簡的研究思想和獻身于科學的精神。
【設計說明】
開普勒的行星運動定律是本節課的中心內容,圍繞這個中心內容,所展開的是人類對天體運動認識的艱難歷程,這正是對學生進行物理史、科學史教育的契機。通過對歷史的了解培養學生的歷史唯物主義觀點、辯證唯物注意觀點,激發學生不迷信權威,不迷信教條的創新精神,樹立獻身科學的決心和信心是這節課的教學重點。因此,激趣及展現科學家獨特的思維方式及推理方法是本設計的中心。
【教學流程】
展示我們所知道的宇宙—日心說與地心說—開普勒行星運動定律—橢圓軌道特征—行星運動定律的意義—解決問題
【教學目標】
一、知識與技能
認識橢圓;了解人類對天體運行的研究歷史;理解開普勒三定律。
二、過程與方法
通過對天體運行研究歷史的了解,體會科學研究的一般思路與方法──質疑、批判、猜測、觀察與實驗。
三、情感態度價值觀
通過對天體運行研究歷史的了解,培養學生尊重客觀事實、勇于創新、實事求是的科學態度,感悟科學家對科學的執著和獻身精神,培養學生熱愛科學、獻身科學的精神。
【教學重點】
開普勒三定律。
【教學難點】
行星的橢圓軌道。體驗和理解把實驗歸納和數學演繹結合起來研究問題的科學方法。
【教具準備】
多媒體課件 實物投影儀 細線 圖釘 木板、白紙 鉛筆
【教學過程】
一、 引入新課
(一)、我們所知道的宇宙——多媒體演示大宇宙,并閱讀文字:當代天文學的研究成果表明:
宇宙是有層次結構的、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。
由小到大-衛星、行星、恒星、星云、銀河系及河外星系、星系團、本超星系團。
太陽系-由八大行星、?小行星、彗星和流星體組成;
銀河系-由2500億顆類似太陽的恒星和星際物質構成更巨大的天體系統;
星系團-大約由10億個類似銀河系的河外星系聚集成大大小小的集團;
本星系群-包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團。
超星系團-若干星系團集聚在一起構成更大、更高一層次的天體系統;
本超星系團-本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。
(二)、多媒體演示太陽系八大行星,指出冥王星為何不再是太陽的行星。
二、新課教學
請同學們閱讀教材p32第一自然段內容討論思考下列問題:
1.古代人對天體運動存在哪些看法?
2.“地心說”和“日心說”的觀點分別是什么?
3.為什么“地心說”在古代長期被認為是正確的?
教師講述:人類對天體運行的認識,起源于托勒密的“地心說”,經哥白尼發展到了“日心說”,開普勒的“行星運動定律”第一次為天體的運動立了法。而完全解決天體運動問題的則是“站在巨人肩膀上”的牛頓。
探究一:第谷、開普勒的研究
.課件展示一:人類對天體運動的認識歷史
課件展示二:地心說與日心說
(1)地心說:認為地球是宇宙中心,任何星球都圍繞地球旋轉。
該學說最初由古希臘學者歐多克斯提出,后經亞里士多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。盡管它把地球當作宇宙中心是錯誤的,然而地心說是世界上第一個行星體系模型,它的歷史功績不應抹殺。
n托勒密于公元二世紀,提出了自己的宇宙結構學說,即“地心說”.
n地心說認為地球是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽、月亮及其他的行星都繞地球運動.
n地心說直到16世紀才被哥白尼推翻.
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