2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)《6.1 行星的運(yùn)動(dòng) 第二課時(shí)》教案.doc
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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)《6.1 行星的運(yùn)動(dòng) 第二課時(shí)》教案 ★教學(xué)目標(biāo) 1. 知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。 2. 學(xué)習(xí)開(kāi)普勒三大定律,能用三大定律解決問(wèn)題。 3. 了解人類(lèi)對(duì)行星的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的,真是來(lái)之不易的。 五、開(kāi)普勒三大定律 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,因?yàn)椴还苁恰暗匦恼f(shuō)”還是“日心說(shuō)”,都把天體運(yùn)動(dòng)看得很神圣,認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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′(第谷是一個(gè)觀察天才,它通過(guò)對(duì)780顆左右的恒星持續(xù)觀察,將觀測(cè)結(jié)果從前人的10′偏差減小到2′)開(kāi)普勒想,天體運(yùn)動(dòng)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。 ①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。(橢圓定律) 課本“做一做”,了解橢圓的特點(diǎn)。 可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來(lái)畫(huà)橢圓.如圖所示,把白紙鎬在木板上,然后按上圖釘.把細(xì)繩的兩端系在圖釘上,用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng),使繩始終保持張緊狀態(tài).鉛筆在紙上畫(huà)出的軌跡就是橢圓,圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(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? 觀看動(dòng)畫(huà):開(kāi)普勒第一定律 【問(wèn)題】:這一定律說(shuō)明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀,那不同的行星繞大陽(yáng)運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎? 【解析】:不是。不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道不一樣,但這些軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn),即太陽(yáng)所處的位置。 觀看動(dòng)畫(huà):開(kāi)普勒第一定律(雙行星) 近日點(diǎn) 遠(yuǎn)日點(diǎn) 【牢記】:不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道不一樣,但這些軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn),即太陽(yáng)所處的位置。 近日點(diǎn) 遠(yuǎn)日點(diǎn) 【補(bǔ)充】:因?yàn)榈剌S方向恒指向北極星方向,在近日點(diǎn)時(shí),太陽(yáng)直射南回歸線(xiàn)(冬至),在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),太陽(yáng)直射北回歸線(xiàn)(夏至)。在春分和秋分時(shí)候太陽(yáng)直射赤道。所以春夏比秋冬時(shí)間長(zhǎng),但因?yàn)榈厍蜍壍澜咏趫A,所以相差不了幾天。 ②開(kāi)普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō),它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積.(面積定律) 觀看動(dòng)畫(huà):開(kāi)普勒第二定律 【問(wèn)題】: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,則行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰(shuí)大? 【解析】:根據(jù)相等時(shí)間的面積相等可知近日點(diǎn)速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速率。 【牢記】:行星在近日點(diǎn)的速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率。 ③開(kāi)普勒第三定律:所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等.(周期定律) 若用a表示橢圓半長(zhǎng)軸,T代表公轉(zhuǎn)周期,則開(kāi)普勒第三定律告訴我們: 觀看動(dòng)畫(huà):開(kāi)普勒第三定律 【問(wèn)題】:公式中的比例系數(shù)k可能與誰(shuí)有關(guān)? 【解析】:開(kāi)普勒第三定律知:所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k,可以猜想,這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān).因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同,而各行星是不一樣的,故跟行星無(wú)關(guān),而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體——太陽(yáng),故這一常數(shù)“k"一定與中心天體——太陽(yáng)有關(guān) 【牢記】:k與中心天體(太陽(yáng))有關(guān) 例1、我們假設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸為為,公轉(zhuǎn)周期為,火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為,公轉(zhuǎn)周期為,那這些物理量之間應(yīng)該滿(mǎn)足怎樣的關(guān)系? 六、太陽(yáng)系 師:我們現(xiàn)在來(lái)了解一下太陽(yáng)系的各行星及其運(yùn)行情況。 師:自從冥王星于2006年8月24日被國(guó)際天文聯(lián)會(huì)取消其行星地位,降為“矮行星”后,從此太陽(yáng)系由“九大行星”變?yōu)椤鞍舜笮行恰N覀兿葋?lái)看一些圖片。 觀看動(dòng)畫(huà):九大行星運(yùn)行圖;九大行星 七、開(kāi)普勒三大定律的近似處理 師:從剛才的研究我們發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)系行星的軌道與圓十分接近,所以在中學(xué)階段的研究中我們按圓軌道處理。這樣,開(kāi)普勒三大定律就可以說(shuō)成 【牢記】: ①行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道是圓,太陽(yáng)處在圓心上。 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(xiàn)速度)不變,即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 ③所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。若用R代表軌道半徑,T代表公轉(zhuǎn)周期,開(kāi)普勒第三定律可以用公式表示為:,k與太陽(yáng)有關(guān)。 【參考資料】:給出太陽(yáng)系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值,供課后驗(yàn)證。 k水=3.361018 K金=3.351018 K地=3.311018 K火=3.361018 擴(kuò)展及注意: a) 開(kāi)普勒定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),同時(shí)它適用于所有的天體運(yùn)動(dòng)。只不過(guò)對(duì)于不同的中心天體,中的k值不一樣。如金星繞太陽(yáng)的與地球繞太陽(yáng)的是一樣的,因?yàn)樗鼈兊闹行奶祗w一樣,均是太陽(yáng)。但月球繞地球運(yùn)動(dòng)的與地球繞太陽(yáng)的是不一樣的,因?yàn)樗鼈兊淖阋蕴祗w不一樣。 b) 開(kāi)普勒定律是根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)察結(jié)果而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律.它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律,都是從行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律.開(kāi)普勒定律只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)方面的內(nèi)容,不涉及力學(xué)原因。 c) 開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述,不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題上有了依據(jù),更澄清了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí),同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究. 例2、下列說(shuō)法中正確的是(ABCD) A.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓,地球處在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 B.人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度是不斷變化的;在近日點(diǎn)附近速率大,遠(yuǎn)地點(diǎn)附近速率小;衛(wèi)星與地心的連線(xiàn),在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等 C.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道,跟月亮繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道,都可以近似看做為圓,這些圓的圓心在地心處 D.月亮和人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng),跟行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),遵循相同的規(guī)律 例3、關(guān)于開(kāi)普勒定律,下列說(shuō)法正確的是(ABC ) A.開(kāi)普勒定律是根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不斷的、對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論 B.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,行星在橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其速度隨行星與太陽(yáng)之間距離的變化而變化,距離小時(shí)速度大,距離大時(shí)速度小 C.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道,可以近似看做為圓,即可以認(rèn)為行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D.開(kāi)普勒定律,只適用于太陽(yáng)系,對(duì)其他恒星系不適用;行星的衛(wèi)星(包括人造衛(wèi)星)繞行星的運(yùn)動(dòng),是不遵循開(kāi)普勒定律的 例4、地球繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道是橢圓,因而地球與太陽(yáng)之間的距離隨季節(jié)變化。冬至這天地球離太陽(yáng)最近,夏至最遠(yuǎn)。下列關(guān)于地球在這兩天繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度大小的說(shuō)法中,正確的是 ( B ) A.地球公轉(zhuǎn)速度是不變的 B.冬至這天地球公轉(zhuǎn)速度大 C.夏至這天地球公轉(zhuǎn)速度大 D.無(wú)法確定 例5、關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是(BD) A、行星半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)周期越大 B、行星半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),公轉(zhuǎn)周期越大 C、水星半長(zhǎng)軸最短,公轉(zhuǎn)周期最大 D、冥王星半長(zhǎng)軸最長(zhǎng),公轉(zhuǎn)周期最大 例6、已知木星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍,則木星軌道半長(zhǎng)軸是地球軌道半長(zhǎng)軸的多少倍? 【解析】:根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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