行星的運動 教學設計 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

行星的運動一、教學目標1.物理觀念通過托勒密、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(zhì)的曲折性并加深對行星運動的理解。2.科學思維①使學生了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性，并加深對行星運動的理解。3.科學探究通過極限思想和數(shù)學知識的應用,體會學科知識間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點4.科學態(tài)度與責任體會應用知識的樂趣,感受物理就在身邊,激發(fā)學生學習的興趣。二、教學重難點教學重點：對開普勒行星運動定律的理解和應用。教學難點：開普勒行星運動定律的建立過程。三、教學分析《行星的運動》這一章節(jié)是高中物理或天文學課程中的重要組成部分，它不僅承載著豐富的天文學知識，還蘊含了科學探索的精神和方法。教材通過介紹地心說、日心說以及開普勒行星運動定律的歷史發(fā)展，引導學生理解科學理論的建立是一個不斷修正和完善的過程。同時，教材強調(diào)了觀測數(shù)據(jù)在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性，以及科學家如何通過邏輯推理和實驗驗證來揭示自然界的奧秘。此外，該章節(jié)還培養(yǎng)了學生的空間想象能力和物理建模能力，為后續(xù)學習萬有引力定律等更高級的天體物理知識打下了堅實的基礎。四、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動設計意圖新課導入老師：同學們，大家好！今天我們將一起探索一個既古老又神秘的話題——行星的運動。自古以來，人類就對頭頂?shù)男强粘錆M了好奇和向往，無數(shù)偉大的科學家用他們的智慧和勇氣，為我們揭示了行星運動的奧秘。接下來，就讓我們一起踏上這段探索之旅吧！一、導入新課老師：首先，請大家看大屏幕上的這幾張圖片（展示地球、太陽系、宇宙空間的圖片）。這些圖片展示了我們生活的地球，以及它所在的太陽系，再到廣袤無垠的宇宙空間。從古到今，人類探索宇宙的腳步從未停歇，對行星運動的認識也經(jīng)歷了漫長而曲折的過程。今天，我們就來了解一下這一過程中的幾個重要里程碑。用生動形象的畫面激活學生的思維，培養(yǎng)學生學習的興趣。課內(nèi)探究二、地心說與日心說的介紹1.地心說老師：首先，我們來談談地心說。地心說，是由古希臘學者歐多克斯在公元前三世紀提出，后來經(jīng)托勒密（約公元90-168年）進一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來的。地心說的核心觀點是：地球是宇宙的中心，是靜止不動的，而太陽、月亮以及其他行星都圍繞地球運動。這一學說在古代歐洲長期盛行，直到16世紀才被哥白尼提出的日心說所推翻。2.日心說老師：接下來，我們看看日心說。日心說是由波蘭天文學家哥白尼（1473-1543年）在16世紀提出的。哥白尼認為，太陽是靜止不動的，地球和其他行星都圍繞太陽運動。這一學說徹底顛覆了地心說的觀念，為后來的天文學發(fā)展奠定了基礎。不過，需要注意的是，哥白尼的日心說雖然正確指出了太陽是太陽系的中心，但他仍然認為行星的運動是完美的勻速圓周運動，這與后來的觀測結果并不完全吻合。三、開普勒的行星運動定律老師：在哥白尼之后，丹麥天文學家第谷（1546-1601年）進行了大量的天文觀測，積累了豐富的數(shù)據(jù)。而德國天文學家開普勒（1571-1630年）則在第谷的觀測數(shù)據(jù)基礎上，通過艱苦的計算和推理，得出了行星運動的三大定律，被稱為“開普勒行星運動定律”。1.開普勒第一定律老師：開普勒第一定律，也被稱為軌道定律。它指出，所有行星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。這一定律揭示了行星軌道的真實形狀，打破了古代人們認為天體做勻速圓周運動的觀念。2.開普勒第二定律老師：接下來是開普勒第二定律，也被稱為面積定律。它說，對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。這一定律描述了行星在繞太陽運動過程中速度的變化規(guī)律，即行星在接近太陽時速度較快，遠離太陽時速度較慢。3.開普勒第三定律老師：最后是開普勒第三定律，也被稱為周期定律。它指出，所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，這個比值是一個常數(shù)，只與中心天體（太陽）的質(zhì)量有關，與行星的質(zhì)量無關。這一定律揭示了行星軌道大小與公轉(zhuǎn)周期之間的內(nèi)在聯(lián)系，為后來的萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)提供了重要線索。四、科學探索的精神老師：同學們，通過今天的學習，我們不僅了解了地心說、日心說和開普勒行星運動定律這些重要的天文學知識，更重要的是，我們要從中體會到科學家們那種勇于探索、敢于質(zhì)疑、不懈追求真理的精神?？茖W的道路從來都不是一帆風順的，它需要我們付出巨大的努力和犧牲。但正是有了這些科學家的努力和貢獻，我們才得以揭開宇宙的神秘面紗，不斷推動人類文明的進步。體會行星運動的的特點思維延伸五、課堂小結老師：好了，今天的課程就到這里。通過這節(jié)課的學習，我們了解了行星運動的歷史發(fā)展過程和開普勒的行星運動定律。希望大家能夠牢記這些重要的知識點，并在今后的學習和生活中繼續(xù)保持對科學的熱愛和追求。最后，我想用一句話來結束今天的課程：“科學的道路是曲折的，但前途是光明的?！弊屛覀円黄鹋?，為人類的科學事業(yè)貢獻自己的力量吧！總結概括本節(jié)課的收獲，更有利于激發(fā)學生學習的興趣，有利于學生發(fā)散思維的打開。課堂小結總結提升當堂達標檢測（對學生進行評價）內(nèi)化解決實際生活中的問題學生討論小結，互相補充回憶鞏固本節(jié)課知識，進一步夯實基礎提升能力。板書設計7.1行星的運動1、天體運動的認知路程及代表人物。地心說（托勒密）日心說（哥白尼）日心說進一步完善（第谷、開普勒）2、開普勒三定律及表達式。3、軌道視為圓時，開普勒三定律的表述課后反思回顧《行星的運動》這一課的教學過程，我認為有幾點值得反思和總結。首先，在講述歷史背景時，