课件----从托勒密到开普勒

5、1从托勒密到开普勒府谷中学物理组：刘雄2009年5月7日教学目标：（一）知识与技能1、知道地心说和日心说的基本内容。2、知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。3、知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。4、理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。（二）过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。（三）情感、态度与价值观1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。2、感悟科学是人类进步不竭的动力。古人对天体运动的看法及发展过程学生阅读教材P79、80页内容，思考以下问题：1、古代人们对天体运动存在哪些看法?2、什么是“地心说”，什么是“日心说”?3、哪种学说占统治地位的时间较长?4、两种学说争论的结果是什么?（学生活动：阅读课文，并从课文中找出相应的答案。学生代表发言后师生共同分析。）公元前400年古希腊天文学家：亚里士多德地球天空中有一些透明的球壳，天体镶嵌在这些球壳上，绕地球旋转。托勒密地心体系的九重天模型托勒密(玫)地球位于宇宙的中心，各个行星都围绕地球在不同球面上运动，他把每个球面称为一重天，共九重天。哥白尼的宇宙观：经过长期的观察计算，提出了自己的宇宙观：太阳系模型——太阳是不动的，且位于宇宙的中心，所有行星都围绕太阳做匀速圆周运动，即日心说。这一学术不但引起了天文学的革命，而且有力的推动了欧洲文艺复兴时期思想解放的浪潮，促成了近代科学春天的来临。长、短轴：椭圆有两条对称轴，对称轴被椭圆所截，有两条线段，它们分别叫椭圆的长轴和短轴。abc1c2OABCD补充内容：椭圆定义：平面上到两点距离之和为定值的点的集合（这两个定点称为椭圆的焦点）开普勒提出行星运动三定律学生阅读教材，思考以下问题：1、古人认为天体做什么运动?2、开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的？3、开普勒行星运动定律哪几个方面的描述了行星绕太阳运动的规律？（学生活动：阅读课文，并从课文中找出相应的答案。学生代表发言后师生共同分析。）第谷（丹麦）开普勒（德国）第谷一生对750多颗星星做了观察开普勒利用第谷对火星的观察资料，根据哥白尼的理论分析计算，经过70多次尝试计算结果与观察数据有误差直接利用观察数据，经过多次尝试和大量计算发现轨道是椭圆又经过潜心研究计算最终在1609—1618年间先后提出行星运动的三大定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律（轨道定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第二定律（面积定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在在相等的时间内扫过相等的面积。若tAB=tCD=tEK，则sAB=sCD=sEK开普勒第二定律SEKABCDEKSABSCD（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：a3/T2=k开普勒第三定律K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量a说明：1、行星运动三定律同样适用于（人造）卫星绕行星的运转;2、绕同一天体运转的行星或卫星，其k值相同；3、作为近似处理，我们常把行星或卫星的椭圆轨道简化为圆形轨道处理。课堂小结一、地心说与日心说地球是中心→地球偏心→太阳是中心→宇宙无限（科学精神推动了认识发展）二、行星运动定律1、轨道定律：椭圆2、面积定律3、周期定律：a3/T2=k（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）案例分析：［1］关于行星的运动以下说法正确的是（）A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长分析：由开普勒第三定律可知，a越大，T越大，故BD正确，C错误；式中的T是公转周期而非自转周期，故A错。［2］已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何？思维入门指导：行星的运动为曲线运动，因此本节知识常常和曲线运动知识相综合。解析：由于地球在远离太阳运动的过程中，其速率减小，据牛顿第二定律有，，由开普勒第二定律知，地球在远离太阳运动的过程中角速度（单位时间内地球与太阳的连线扫过的角度）也减小，故向心力减小。若此向心力突然消失，则地球将沿轨道的切线方向做离心运动。（选讲）点拨：地球绕太阳的运动虽然并非匀速圆周运动，但向心力公式仍适用。任一时刻，地球的速度方向均沿椭圆的切线方向。想一想1、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径是月球绕地球半径的三分之一,则此卫星运行的周期大约是多少?★课余作业1、课后完成P82“家庭作业与活动”中的问题。2、阅读课本倒数第三自然段，谈一谈你的看法，写在作业上（或课后练习第二题）。说明：本课件配套新课标沪科版教材使用。