行星的運動（學案）一、學習目標1. 知道地心說和日心說的基本內容。2. 學習開普勒三大定律，能用三大定律解決問題。3. 了解人類對行星的認識過程是漫長復雜的，真理是來之不易的。二、課前預習在浩瀚的宇宙中，存在著無數大小不一、形態各異的星球，而這些天體是如何運動的呢？在古代，人類最初通過直接的感性認識，建立了“地心說”的觀點，認為地球是靜止不動的，而太陽和月亮繞地球轉動.因為“地心說”比較符合人們的日常經驗，太陽總是從東邊升起，從西邊落下，好像太陽繞地球轉動.正好，“地心說”的觀點也符合宗教神學關于地球是宇宙中心的說法，所以“地心說”統治了人們很長時間.但是隨著人們對天體運動的不斷研究，發現“地心說”所描述的運動不僅復雜而且問題很多.如果把地球從天體運動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運動，許多問題都可以解決，行星運動的描述也變得簡單了. 隨著世界航海事業的發展,人們希望借助星星的位置為船隊導航,因而對行星的運動觀測越來越精確.再加上第谷等科學家經過長期觀測及記錄的大量觀測數據,用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答.當時,哥倫布和麥哲倫的探險航行已經使不少人相信地球并不是一個平臺,而是一個球體,哥白尼就開始推測地球是不是每天圍繞自己的軸線旋轉一周呢?他假設地球并不是宇宙的中心,它與其他行星都是圍繞著太陽做勻速圓周運動.這就是“日心說”的模型.用“日心說”能較好地和觀測的數據相符合,但它的思想幾乎在一個世紀中被忽略,很晚才被人們接受.原因有:(1)“日心說”只是一個假設.利用這個“假設”，行星運動的計算比“地心說”容易得多.但著作中有很不精確的數據.根據這些數據得出的結果不能很好地跟行星位置的觀測結果相符合.(2)當時的歐洲的統治者還是教會,把哥白尼的學說稱為“異端學說”，因為它不符合教會的利益,致使這個正確的觀點被推遲一個世紀才被人們所接受. 德國的物理學家開普勒繼承和總結了他的導師第谷的全部觀測資料及觀測數據,也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考和計算的,但結果總是與第谷的觀測數據有8的角度誤差.當時公認的第谷的觀測誤差不超過2.開普勒想,很可能不是勻速圓周運動.在這個大膽思路下,開普勒又經過四年多的刻苦計算,先后否定了19種設想,最后終于計算出行星是繞太陽運動的,并且運動軌跡為橢圓,并總結為行星運動三定律.三、課堂筆記（1）天體運動的兩種觀點1、“地心說”的觀點： 。代表人物是 。2、“日心說”的觀點： 。代表人物是 。3、“地心說”和“日心說”的共同點是什么？在“地心說”和“日心說”的爭斗中，誰最終取得了勝利？取得勝利原因是什么？（2）開普勒行星運動定律4、開普勒第一定律： 。 解讀 。5、開普勒第二定律： 。思考：行星沿著橢圓軌道運行，太陽位于橢圓的一個焦點上，則行星在遠日點的速率與在近日點的速率誰大？8、開普勒第三定律： 。公式是 。9、公式中的比例系數k可能與誰有關？11、由于太陽系行星的軌道與圓十分接近，所以在中學階段的研究中我們按圓軌道處理。這樣，開普勒三大定律就可以說成 。 。 。四、鞏固練習1、下列說法正確的是（ ）A.地球是一顆繞太陽運動的行星B.關于天體運動的日心說和地心說都是錯誤C.太陽是靜止不動，地球和其它行星都在繞太陽轉動D.地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其它行星卻繞地球轉動2、下列關于開普勒對于行星運動規律的認識的說法正確的是( )A、所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓B、所有行星繞太陽運動的軌道都是圓C、所有行星的軌道的半長軸的二次方跟公轉周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公轉周期與行星的軌道的半徑成正比3、理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且對一切天體（包括衛星繞行星的運動）都適用。下面對于開普勒第三定律的公式，下列說法正確的是（ ）A、公式只適用于軌道是橢圓的運動B、式中的K值，對于所有行星（或衛星）都相等C、式中的K值，只與中心天體有關，與繞中心天體旋轉的行星（或衛星） 無關 D、若已知月球與地球之間的距離，根據公式可求出地球與太陽之間的距離4、兩顆行星的質量分別為，繞太陽運行的軌道半長軸分別為，則它們的公轉周期之比為（ ） A、 B、 C、 D、無法確定5、某行星沿橢圓軌道運行，近日點離太陽距離為a，遠日點離太陽距離為b，過近日點時行星的速率為，則過遠日點時速率為（ ）A、 B、 C、 D、6、銀河系中有兩顆行星，它們繞太陽運轉周期之比為81，則（1）它們的軌道半徑的比為 （ ）A.41 B.81 C.21 D.14（2）兩行星的公轉速