行星運動的高中物理必修二的一課內容，下面本站小編為你整理了高中物理必修二教案行星運動，希望對你有幫助。
物理必修二教案行星運動【教學目標】
1、瞭解人類探索宇宙奧祕的發展簡史，增強求知慾;
2、理解開普勒三個定律的內容和意義，會分析行星運動的基本特點;
3、理解開普勒第三定律橢圓運動規律到圓運動規律的轉換;
4、培養學生尊重事實，善於觀察，善於思考，善於動手的思想和能力，建立科學的宇宙觀。
物理必修二教案行星運動【學情分析】
1 、學生已有的知識結構和能力。 從學生已經具有的知識基礎來看，學生在學習本節課之前，可能只是通過 國小的科學課、報刊、雜誌、電視等方式對有關科學家的事例略知一二，對科學 家的發現、 發明、 創造內容的瞭解應該是非常瑣碎的， 無系統的天體運動研究歷 史方面的知識，但對天體的運動學習應該具有很大的好奇心和濃厚的興趣。
2 、學生認知能力上的欠缺。 從學生的認知能力看，由於行星運動抽象、無法感知，學生在理解行星的 運動規律上會存在障礙，同時橢圓在數學上還未接觸過，也會給學生造成困惑。
物理必修二教案行星運動【重點難點】
1、理解和掌握開普勒行星運動定律，認識行星的運動
2、對開普勒行星定律的理解和應用。
物理必修二教案行星運動【教學過程】
活動1【講授】新課教學
引入新課：
自人類誕生之日起，我們就對這茫茫宇宙充滿了好奇，希望探索宇宙的奧祕。我國古代產生了很多與此有關的美麗神話傳説，比如關於宇宙的來源——盤古開天地。科學技術發展到今天，科學家對宇宙萬物有了一定的認識。現在，我們知道，宇宙是這樣產生的——宇宙大爆炸。 本節我們就共同來學習前人所探索到的行星的運動情況。
進行新課 ：
一、古人對天體運動的看法及發展過程 在古代，人們對於天體的運動存在着兩種對立的看法，被稱為“地心説”和“日心説”(教師介紹相關物理學史)。
1、“地心説”：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、“日心説”：太陽是宇宙的中心，地球、月亮以及其他行星都在繞太陽運動。
【提問】“日心説”和“地心説”哪種觀點更正確?日心説的觀點是否絕對正確?
若地球不運動，晝夜交替是太陽繞地球運動形成的，那麼每天的情況就應是相同，事實上，每天白天的長短不同，冷暖不同，而“日心説”則能説明這種情況;白晝是地球自轉形成的，而四季是地球繞太陽公轉形成的。 “日心説”也並不是絕對正確的，太陽只是太陽系的中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，因此太陽並不是宇宙的中心，也不是靜止不動的。迄今為止，人類還沒有發現宇宙的中心。
二、開普勒行星運動定律:
古人把天體的運動看得十分神聖，他們認為天體的運動不同於地面物體的運動，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動。開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，發現假設行星作勻速圓周運動，計算所得的數據與觀測數據不符，只有認為行星作橢圓運動，才能解釋這一差別。
出示表一：節氣表。
由節氣表分析可知，一年中四季的時間為：春季92天，夏季94天，秋季91天，冬季90天。如果地球運動軌道是圓，四季的時間應該是相等的，四季時間不等，説明地球繞太陽運動的軌道不是圓，而是橢圓。
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。(軌道定律)
【認識橢圓】 橢圓有2個焦點，半長軸用 表示，半短軸用 表示。
2、開普勒第二定律：對任意一個行星來説，它與太陽的連線在相等時間內掃過相等的面積。(面積定律)
【提問】根據開普勒第二定律，如果一顆行星繞太陽沿橢圓軌道運動，它在遠日點 和近日點 的速度大小相等嗎?
由圖易知，相等時間內在遠日點附近運動的弧長 小於在近日點附近的弧長 ，因此可知，遠日點速度小於近日點速度，即 。
3、開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉週期的二次方的比值都相等。(週期定律)即： (k為常量)
提問：比值k與行星無關，它可能跟誰有關呢?來分析下面一組數據。
出示表二：太陽系行星與地球衞星半長軸、週期一覽表
由表中數據分析可知，圍繞太陽運動的八大行星的K值相等，圍繞地球運動的2顆衞星的K值也相等。由此得出結論：K值只與中心天體有關。中心天體相同，K值相等;中心天體不同，K值一般不同。
【注意】開普勒第三定律也適用於繞行星運動的衞星。 實際上，多數行星的橢圓軌道與圓十分接近(課本33頁圖6.1-3)，在中學階段的研究中我們按圓軌道處理，那麼行星運動過程中就沒有近日點和遠日點。這樣我們就可以把開普勒三大定律表述為： 行星繞太陽做圓周運動，太陽處在圓心位置; 行星繞太陽運動時線速度(或角速度)不變，即行星做勻速圓周運動。 所有行星軌道半徑的三次方跟它公轉週期的二次方的比值相等，即 。
物理必修二教案行星運動【課堂總結】
本節學習的是開普勒行星運動的三定律，其中第一定律反映了行星運動的軌道是橢圓;第二定律描述了行星在近日點的速率最大，在遠日點的速率最小;第三定律揭示了軌道半長軸與公轉週期的定量關係。在近似計算中可以認為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運動。
物理必修二教案行星運動【實例探究】
[例1]關於行星的運動以下説法正確的是( )
A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動
B.行星軌道的半長軸越長，自轉週期就越長
C.行星軌道的半長軸越長，公轉週期就越長
D.水星離太陽“最近”，公轉週期最短
分析： 由開普勒第三定律 可知，a越大，T越大，故CD正確，B錯誤;式中的T是公轉週期而非自轉週期，故A錯。 答案：CD
[例2]有兩個人造地球衞星，它們繞地球運轉的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運轉的週期之比為 。
分析：設兩人造地球衞星的軌道半徑分別為r1、r2，週期分別為T1、T2，且r1：r2 =1：2，則根據開普勒第三定律 ，則得出結果。
教學目標
知識目標
通過學習物理學史的知識，使學生了解地心説(托勒密)和日心説(哥白尼)分別以不同的參照物觀察天體運動的觀點;通過學習開普勒對行星運動的描述，瞭解牛頓是通過總結前人的經驗的基礎上提出了萬有引力定律.
能力目標
通過學生的閲讀使學生知道開普勒對行星運動的描述;
情感目標
使學生在瞭解地心説和日心説兩種不同的觀點，也使學生懂得科學的道路並不是平坦的光明大道，也是要通過鬥爭，甚至會付出生命的代價;
説明：
1、日心、地心學説及兩者之間的爭論有許多內容可向學生介紹，教材為了簡單明瞭地簡述開普勒關於行星運動的規律，沒有過多地敍述這些內容.教學中可根據學生的實際情況加以補充.
2、這一節的教學除向學生介紹日心、地心學説之爭外，還要注意向學生説明古時候人們總是認為天體做勻速圓周運動是由於它遵循的運動規律與地面上物體運動的規律不同.
3.學習這一節的主要目的是為了下一節推導萬有引力定律做鋪墊，因此教材中沒有過重地講述開普勒的三大定律，而是將三大定律的內容綜合在一起加以説明，節後也沒有安排練習.希望老師能合理地安排這一節的教學.
教學建議
教材分析
本節教材首先讓學生在上課前準備大量的資料並進行閲讀，如：第谷在1572年時發現在仙后座中有一顆很亮的新星，從此連續十幾個月觀察這顆星從明亮到消失的過程，並用儀器定位確證是恆星(後稱第谷星，是銀河系一顆超新星)，打破了歷來“恆星不變”的學説.伽利略開創了以實驗事實為基礎並具有嚴密邏輯體系和數學表述形式的近代科學.為*以亞里士多德為旗號的經院哲學對科學的禁錮、改變與加深人類對物質運動和宇宙的科學認識而奮鬥了一生，因此被譽為“近代科學之父”.開普勒幼年時期的不幸，通過自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.這些物理學家的有關資料可以幫助學生在瞭解萬有引力定律發現的過程中體會科學家們追求真理、實事求是、不畏強權的精神.
教法建議
具體授課中教師可以用故事的形式講述.也可通過放資料片和圖片的形式講述.也可大膽的讓學生進行發言.
在講授“日心説”和“地心説”時，先不要否定“地心説”，讓學生了解托勒密巧妙的解釋，同時讓學生明白哥白尼的理論*了統治人類長達一千餘年的地球是宇宙中心的“地心説”理論，為宣傳和捍衞這一學説，意大利的思想家布魯諾慘遭燒死，伽利略也為此受到殘酷迫害.不必給結論，讓學生自行得出結論.
典型例題
關於開普勒的三大定律
例1月球環繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運行週期約為27天。應用開普勒定律計算：在赤道平面內離地面多少高度，人造地球衞星可以隨地球一起轉動，就像停留在無空中不動一樣.
分析：月球和人造地球衞星都在環繞地球運動，根據開普勒第三定律，它們運行軌道的半徑的三次方跟圓周運動週期的二次方的比值都是相等的.
解：設人造地球衞星運行半徑為R，週期為T，根據開普勒第三定律有：
同理設月球軌道半徑為，週期為，也有：
由以上兩式可得：
在赤道平面內離地面高度：
km
點評：隨地球一起轉動，就好像停留在天空中的衞星，通常稱之為定點衞星.它們離地面的高度是一個確定的值，不能隨意變動。
利用月相求解月球公轉週期
例2若近似認為月球繞地球公轉與地球繞日公轉的軌道在同一平面內，且都為正圓.又知這兩種轉動同向，如圖所示，月相變化的週期為29.5天(圖是相繼兩次滿月，月、地、日相對位置示意圖).
解：月球公轉(2π+)用了29.5天.故轉過2π只用天.
由地球公轉知.
所以=27.3天.
例3如圖所示，A、B、C是在地球大氣層外的圓形軌道上運行的三顆人造地球衞星，下列説法中正確的是哪個?()
A.B、C的線速度相等，且大於A的線速度
B.B、C的週期相等，且大於A的週期
C.B、C的向心加速度相等，且大於A的向心加速度
D.若C的速率增大可追上同一軌道上的B
分析：由衞星線速度公式可以判斷出，因而選項A是錯誤的.
由衞星運行週期公式，可以判斷出，故選項B是正確的.
衞星的向心加速度是萬有引力作用於衞星上產生的，由，可知，因而選項C是錯誤的.
若使衞星C速率增大，則必然會導致衞星C偏離原軌道，它不可能追上衞星B，故D也是錯誤的.
解：本題正確選項為B。
點評：由於人造地球衞星在軌道上運行時，所需要的向心力是由萬有引力提供的，若由於某種原因，使衞星的速度增大。則所需要的向心力也必然會增加，而萬有引力在軌道不變的時候，是不可能增加的，這樣衞星由於所需要的向心力大於外界所提供的向心力而會作離心運動。
探究活動
1、觀察月亮的運動現象.
2、觀察日出現象.
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