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一、教学目标

1.掌握开普勒三大定律的内容,并能运用其解决实际问题。

2.通过合作讨论,体会科学家探索天体运动的过程,提升抽象思维和逻辑推理能力。

3.认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一,尊重客观事实、坚持实事求是科学研究的基本态度和社会责任。

二、教学重难点

【重点】开普勒行星运动的三大定律。

【难点】开普勒行星运动定律的理解和应用。

三、教学过程

(一)新课导入

多媒体展示漫天繁星的图片,引导学生对行星运动规律的思考之中,鼓励学生大胆说出自己的看法。接着教师出示开普勒的人像,介绍有关他的生平事迹,尤其是在行星运动方面的研究。激起学生对开普勒行星运动规律的求知欲,顺势引出本节新课——《开普勒定律》

(二)新课讲授

1.开普勒第一定律

利用多媒体演示太阳系中八大行星围绕太阳运动的动画,请学生注意观察各个行星的运动轨道。提出问题,行星的运动轨道是什么形状,以及太阳处在轨道的什么位置。

学生通过观察得到行星运动的轨道是椭圆而非圆形,太阳处在椭圆的一个焦点上。教师总结学生们回答,概括得出开普勒第一定律: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。并给予鼓励的评价。

2.开普勒第二定律

选择其中一个行星,进一步展示其围绕太阳运动的详细情形。引导学生观察不同位置行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积,由于两个图形不规则无法进行判断,此时教师通过动画将两块图形转化为与之对应相等面积的正方形。此时学生观察发现面积相等。师生共同总结得到开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。

进一步提问:行星在不同位置时,其运动速度是怎样变化的?从而得到离太阳越近,速度越快的结论。

3.开普勒第三定律

给出太阳系中不同天体运动轨道的半长轴和周期等数据,请学生分别计算其半长轴的立方与周期的平方的比值。根据对计算结果的分析比较,思考说出自己的结论。最后教师总结开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等,用公式表示就是 。并强调k值大小只与中心天体的质量有关。

(三)巩固提高

教师让学生思考,开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动,它在离地球最近的位置(近地点)和最远的位置(远地点),哪点的速度比较大?

(四)小结作业

1.小结:学生通过交流谈论,自主总结知识点。

2.作业:查阅资料了解更多有关行星运动的知识,并利用开普勒定律进行解释。

四、板书设计

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