日出日落，斗轉(zhuǎn)星移，神秘的宇宙壯麗璀璨……當(dāng)我們遠古的祖先驚嘆星空的玄妙時，他們就開始試圖破譯日月星辰等天文現(xiàn)象的奧秘……到了17世紀(jì)牛頓認為，物體落地是由于地球?qū)ξ矬w的吸引，而地球與物體間的引力可能與天體間的引力具有相同性質(zhì)，牛頓以他偉大的工作把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功地解釋了天體運動的規(guī)律。本章我們將學(xué)習(xí)對人類智慧影響極為深遠、在天體運動中起著決定作用的萬有引力定律，并了解它的發(fā)現(xiàn)歷程和在人類開拓太空中的作用。人們對行星運動的認識過程是漫長復(fù)雜的，歷史上有過不同的看法，科學(xué)家對此進行了不懈的探索，通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認識行星的運動。

6.1行星的運動學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。2．知道開普勒三定律的內(nèi)容及在中學(xué)階段的近似研究等效。3．理解人們對行星運動的認識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。教學(xué)重點

理解開普勒行星三大定律的內(nèi)容教學(xué)難點

對開普勒三大定律中K的理解學(xué)習(xí)重、難點一、探究“地心說”與“日心說”:1、古代人們對天體運動主要有哪些看法？2、“地心說”的基本觀點是什么？代表人物？3、“日心說”的基本觀點是什么？代表人物？4、“日心說”為什么能戰(zhàn)勝“地心說”？

試舉例說明。5、“日心說”的觀點是否絕對正確？

托勒密地心說

地球是宇宙的中心,并且靜止不動,太陽、月亮以及其他行星都圍繞地球運動行星的運動的認識：托勒密于公元二世紀(jì)，提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說，即“地心說”.日心說

太陽是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做圓周運動。哥白尼行星的運動的認識：完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運行論》中提出的

“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時間較長，原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗，如：太陽從東邊升起，從西邊落下。同時它也符合當(dāng)時在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點。為什么“地心說”能占領(lǐng)較長的統(tǒng)治時間？

“日心說”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因為好多“地心說”不能解釋的現(xiàn)象“日心說”則能說明，就是說“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實。例如：若地球不運動，晝夜交替是太陽繞地球運動形成的，那么每天的情況就應(yīng)是相同，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(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。真理最終戰(zhàn)勝了謬誤：“日心說”也并不是絕對正確的：

“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?！叭招恼f”，只是比“地心說”更準(zhǔn)確一些罷了。現(xiàn)在觀點

地心說、日心說的共同錯誤：兩者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、和諧的勻速圓周運動。天體的運動與地面上的運動所遵循的力學(xué)規(guī)律也應(yīng)不同。這種神圣被開普勒的行星運動學(xué)規(guī)律和牛頓的天體動力學(xué)規(guī)律給徹底的否定了——牛頓說：天體運動和地面物體運動一樣開普勒說：天體運動軌道不是圓周

二、探究開普勒行星運動定律建立的過程1、古人認為天體做什么運動？2、開普勒認為行星做什么樣的運動？他是怎樣得出這一結(jié)論的？3、開普勒行星運動定律從哪些方面描述了行星繞太陽運動的規(guī)律？古人認為天體運動形式：

古人把天體的運動看得十分神圣，他們認為天體運動不同于地面物體的運動，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動。第谷（丹麥）（天文）開普勒（德國）（天文、數(shù)學(xué)）四年多的刻苦計算↓二十年的精心觀測↓8′的偏差

否定19種假設(shè)750多顆星的觀測記錄幾千個數(shù)據(jù)誤差僅為2′？行星軌道是橢圓的怎么回事……..進行了70多次嘗試……日心說的進一步完善開普勒行星運動定律從

行星運動軌道、行星掃過面積、行星運動的周期三個方面揭示了行星運動的規(guī)律開普勒開普勒第一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—軌道定律開普勒行星運動定律將一條繩的兩端固定在兩個定點（圖釘）上，以鉛筆拉緊繩子所畫出的圖形即為橢圓。這兩個定點稱為此橢圓的兩個焦點。從橢圓上任一點至兩焦點的距離之和為一定值，既常數(shù)。O點為對稱中心點,稱為半長軸；稱為半短軸；認識橢圓開普勒開普勒第二定律

對于每一個行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積-----面積定律開普勒行星運動定律MNMN試比較近日點和遠日點地球的速度大?。縍1R2思考?行星運行的速度變化有什么規(guī)律呢?離太陽近時速度快，離太陽遠時速度慢．S=1/2LR

地球繞太陽的運動是一個橢圓運動,太陽在焦點上,根據(jù)曲線運動的特點，可知從秋分到冬至再到春分的時間比從春分到夏至再到秋分的時間短，所以秋冬兩季比春夏兩季要短。春92天夏94天秋89天冬90天開普勒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(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等a3/T2=K---周期定律開普勒行星運動定律1.4257×10-141.314×10-14太陽地球探究K值的決定因素：a注意:1.K是一個常量，它與行星無關(guān)，與中心天體有關(guān)。

2.軌道半長軸越大,公轉(zhuǎn)周期越大.高中階段對行星運動的近似化研究：雖然，行星的運動是橢圓軌道，運動速度大小不斷的變化，但實際上，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，所以①多數(shù)大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（線速度）大小不變，即行星做勻速圓周運動。③所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等?？傮w來說，就是把行星的運動看作為勻速圓周運動處理，對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑。R3/T2=k例1：有兩個行星，它們繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞太陽運轉(zhuǎn)的周期之比為

。例2：有兩個人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運轉(zhuǎn)的周期之比為

。運用開普勒定律解決問題：

需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于太陽的行星，也適用于任何星行的衛(wèi)星，只不過此時比值k是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量．

（2）開普勒定律是總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結(jié)出來的．三、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料3：第谷與開普勒的美妙組合。材料4：布魯諾為科學(xué)獻身：材料1：“第谷20余年一直觀測火星，在他以前測量天體位置的誤差大約是10’，第谷把這個不確定性減小到2’，為哥白尼的學(xué)說提供了關(guān)健性支持。”

材料2：“開普勒七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測數(shù)據(jù)有至少8’的角度偏差”“對第谷的數(shù)據(jù)的精確性深信不疑……這不容忽視的8’也許正是因為行星并非做完美的勻速圓周運動”“把幾千個數(shù)據(jù)歸納成如此簡潔的幾句話?！辈牧?：“第谷20余年一直觀測火星，在他以前測量天體位置的誤差大約是10’，第谷把這個不確定性減小到2’，為哥白尼的學(xué)說提供了關(guān)健性支持。”

對自然奧秘不屈不撓探索的精神和對待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度，而科學(xué)的結(jié)論總是在頑強曲折的科學(xué)實踐中悄悄來臨。實驗觀察手段是科學(xué)研究的重要方法之一。三、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料2：“開普勒七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測數(shù)據(jù)有至少8’的角度偏差”

“對第谷的數(shù)據(jù)的精確性深信不疑……這不容忽視的8’也許正是因為行星并非做完美的勻速圓周運動”

“把幾千個數(shù)據(jù)歸納成如此簡潔的幾句話?！睂嵤虑笫恰⒆鹬乜陀^事實、不迷信權(quán)威、敢于堅持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。實驗歸納和數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合是科學(xué)研究中的重要方法。三、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料3

：第谷與開普勒的美妙組合?？茖W(xué)探究需要合作精神。三、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料4：布魯諾為科學(xué)獻身：三、探討行星運動定律建立過程中所蘊含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)生活中能夠?qū)W習(xí)并發(fā)揚前人的實事求是、勇于探索、不屈不撓、一絲不茍、團隊合作的精神注意運用觀察、實驗、歸納、演繹等科學(xué)方法AD隨堂檢測A．速度最大點是A點B．速度最小點是C點C．m從A到B做減速運動D．m從B到A做減速運動ACC一、“地心說”與“日心說”地球是中心→太陽是中心→宇宙無限（科學(xué)精神推動了認識發(fā)展）二、行星運動定律1、軌道定律:-----------橢圓2、面積定律:-----------

V近＞Ｖ遠3、周期定律:-----------R3/T2=k（K是一個只與中心天體