们接受。前人的这种对问题一丝不苟、孜孜以求的精神值得我们学习，所以我们对待学习要脚踏实地，认认真真，不放过一点疑问。 让学生课后阅读“科学足迹” 观看动画：日心说示意图；日地月 视频文件：地球自转与白天黑夜 五、开普勒三大定律
师：德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，因为不管是“地心说”还是“日心说”，都把天体运动看得很神圣，认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′（第谷是一个观察天才，它通过对780颗左右的恒星持续观察，将观测结果从前人的10′偏差减小到2′）开普勒想，天体运动很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律。
①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。（椭圆定律） 课本“做一做”，了解椭圆的特点。
可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图所示，把白纸镐上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点．
想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一焦点的距离之和有什么关系? 观看动画：开普勒第一定律
[来源:学#科#网Z#X#X#所处的位置。
观看动画：开普勒第一定律(双行星)
【牢记】：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样，但这些轨道有一个共同的焦点，即太阳所处的位置。
[来源:学_科_网]
近日点 远日点
【补充】：因为地轴方向恒指向北极
近日点
星方向，远日点 在近日
在远日点时，太和秋分时候太阳长，但因为地球
点时，太阳直射南回归线（冬至），阳直射北回归线（夏至）。在春分直射赤道。所以春夏比秋冬时间轨道接近于圆，所以相差不了几天。
②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时间内扫过相等的面积．（面积定
律）
在木板笔紧贴着迹就是椭
点到两个
观看动画：开普勒第二定律
【问题】：行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，则行星在远日点的速率与在近日点的
速率谁大？
【解析】：根据相等时间的面积相等可知近日点速率大于远日点速率。 【牢记】：行星在近日点的速率大于远日点的速率。
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【问题】：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，那不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?
【解析】：不是。不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样，但这些轨道有一个共同的焦点，即太阳
③开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．（周期
定律）
若用a表示椭圆半长轴，T代表公转周期，则开普勒第三定律告诉我们：
aT32?k
观看动画：开普勒第三定律 【问题】：公式
aT32?k中的比例系数k可能与谁有关？
【解析】：开普勒第三定律知：所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是一个
常数k，可以猜想，这个“k”一定与运动系统的物体有关．因为常数k对于所有行星都相同，而各行星是不一样的，故跟行星无关，而在运动系中除了行星就是中心天体——太阳，故这一常数“k\一定与中心天体——太阳有关 【牢记】：k与中心天体(太阳)有关
例1、我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为为a地，公转周期为T地，火星绕太阳运动的轨道半
径为a火，公转周期为T火，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？ r地日T地日23
?r火日T火日23?k(常量)
[来源:Z|xx|k.Com六、太阳系
师：我们现在来了解一下太阳系的各行星及其运行情况。
师：自从冥王星于2006年8月24日被国际天文联会取消其行星地位，降为“矮行星”后，从此太阳系由“九大行星”变为“八大行星。我们先来看一些图片。
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观看动画：九大行星运行图；九大行星 七、开普勒三大定律的近似处理
师：从刚才的研究我们发现，太阳系行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理。这样，开普勒三大定律就可以说成 【牢记】：
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①行星绕太阳运动轨道是圆，太阳处在圆心上。
②对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。 ③所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。若用R代表轨道半径，T代表
公转周期，开普勒第三定律可以用公式表示为：
RT32律，都是从行星运动所取得的资料中总结出来的规律．开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容，不涉及力学原因。
c)
开普勒关于行星运动的确切描述，不仅使人们在解决行星的运动学问题上有了依据，更
澄清了人们对天体运动神秘、模糊的认识，同时也推动了对天体动力学问题的研究．
?k,k与太阳有关。
例2、下列说法中正确的是（ABCD）
A.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这些椭圆的一个焦点上
B.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化的；在近日点附近速率大，远地点附近速率小；卫星与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等
C.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的轨道，都可以近似看做为圆，这些圆的圆心
k水=3.36×10
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【参考资料】：给出太阳系九大行星平均轨道半径和周期的数值，供课后验证。 扩注
K火=3.36×1018 K金=3.35×1018 K地=3.31×10
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展及意：
在地心处
D.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运动，遵循相同的规律 例3、关于开普勒定律，下列说法正确的是（ABC ）
A.开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论
B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度大，距离大时速度小
C.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看做为圆，即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动 D.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的
a) 开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运动，同时它适用于所有的天体运动。只不过对于不
RT32运动，是不遵循开普勒定律的
例4、地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。冬至这天地球离太阳
同的中心天体，?k中的k值不一样。如金星绕太阳的
RT3232与地球绕太阳的
RT3232是一样的，因
最近，夏至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，正确的是 （ B ） A．地球公转速度是不变的
为它们的中心天体一样，均是太阳。但月球绕地球运动的为它们的足以天体不一样。
b)
RT与地球绕太阳的
RT是不一样的，因
B．冬至这天地球公转速度大 C．夏至这天地球公转速度大 D．无法确定
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开普勒定律是根据行星运动的现察结果而总结归纳出来的规律．它们每一条都是经验定
例5、关于行星的运动说法正确的是（BD）
A、行星半长轴越长，自转周期越大 B、行星半长轴越长，公转周期越大 C、水星半长轴最短，公转周期最大 D、冥王星半长轴最长，公转周期最大
例6、已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长
轴的多少倍？
【解析】：根据开普勒第三定律有
r木T木23教师活动：引导学生阅读教材第一、二段，思考下面的问题： 1、在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上，为什么牛顿能够成功，而其他科学家却失败了？你认为牛顿成功的关键是什么？ 学生活动：阅读课文，讨论，从课文中找出相应的答案。学生代表发言。 教师活动：听取学生代表的见解，点评、总结。 过渡：这一节和下一节，我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。 1、太阳对行星的引力 教师活动：引导学生阅读教材，出示提纲，让学生在练习本上独立推导： 1、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。 2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。 3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何要消去周期T？ 4、写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的意义。 教师活动：投影学生的推导过程，一起点评。 2、行星对太阳的引力 教师活动：行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系？请在练习本上用学过的知识推导出来。 学生活动：在练习本上用牛顿第三定律推导行星对太阳的引力F′与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间的关系。 教师活动：投影学生的推导过程，一起点评。 3、太阳与行星间的引力 教师活动：综合以上推导过程，推导出太阳与行星间的引力与太阳质量、行星质量、以及两者距离的关系式。看看能够得出什么结论。 学生活动：在练习本上推导出太阳与行星间的引力表达式。 教师活动：投影学生的推导过程，一起点评。 点评：通过学生独立推导，培养学生逻辑推理能力，同时让学生感受探究新知的乐趣。 教师活动：引导学生就课本“说一说”栏目中的问题进行讨论，一起总结、点评。 四、课堂小结 我们把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动；我们一致认为行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，这个向心力是由太阳对行星的引力提供的；我们预期太阳对行星的引力与太阳到行星的距离有关，希望通过行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力求出这个引力，通过两次数学代换得到了太阳对行星的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式；通过类比得到了行星对太阳的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式；综合概30 ?r地T地23?r木r地33?T木T地22?r木r地?3122?5.24
§6．2太阳和行星间的引力
课 题 6．2太阳和行星间的引力 [来源:Z.xx.k.Com]备课时间 知识与课 程技能 目过程与 标方法 情感态度与价值观 教学重点 教学难点 教学过程 来源:[学科网ZXXK][来源:学科网Z|X|X|K] 上课时间 总课时数 1、理解太阳与行星间存在引力。 2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。 通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。 感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘。 据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式 太阳与行星间的引力公式的推导 一、复习引入： 教师活动：开普勒在前人的基础上，经过计算总结出了他的三条定律，请同学们回忆一下，三条定律的内容是什么?（学生回答） 教师活动：开普勒第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？（学生回答） 教师活动：通过对开普勒定律的学习，知道了行星运动时所遵循的规律，即行星怎样运动？那么行星为什么要做这样的运动呢? 二、新课讲解
二次备课