2017沪科版高中物理必修二5.1《从托勒密到开普勒》word学案

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1、学案1　从托勒密到开普勒[学习目标定位]1.了解地心说和日心说两种不同的观点.2.理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题．一、两种对立的学说1．地心说：公元150年，天文学家托勒密提出了“地心说”，地心说认为，地球位于宇宙中心，是静止不动的，月亮、太阳及各个行星都围绕着地球在大小不同的球面上运动．2．日心说：哥白尼在16世纪提出了“日心说”．日心说认为太阳是不动的，且位于宇宙中心，包括地球在内的所有行星都绕着太阳做匀速圆周运动．二、开普勒行星运动三定律1．第一定

2、律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于所有椭圆的一个公共焦点上．2．第二定律(面积定律)：对于每一颗行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积．3．第三定律(周期定律)：所有行星轨道的半长轴的立方与公转周期的平方的比值都相等．即＝k.一、地心说和日心说[问题设计]我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动存在的一种看法——地心说，你知道古代人们对天体运动还存在什么观点吗？答案　日心说，即认

3、为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．[要点提炼]1．托勒密的地心说(1)内容：地球位于宇宙的中心，岿然不动，月亮、太阳及各个行星都围绕着地球在大小不同的球面上运动．(2)对学说的两点评价①成功之处：能预报相当长时间内行星的位置、日食、月食的发生，解释了许多天文现象．②由于符合人们坐地观天的习惯，又符合当时普遍接受的地球不动且处于宇宙中心的观念，故一度占据了统治地位，直到15世纪．2．哥白尼的日心说(1)内容：太阳是宇宙的中心，是不动的，包括地球在内的所有行星都围绕太阳做匀速圆周运动．

4、(2)成功之处①哥白尼计算的每颗行星绕太阳运行的周期和每颗行星到太阳的距离的结果与现代公认值非常接近．②更完美地解释了天体的运行．③哥白尼和托勒密都采用建立物理模型的方法研究天体的运动．(模型法是研究物理问题的重要方法之一)(3)局限性①把太阳当成宇宙的中心，实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心．②沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念．实际上行星轨道是椭圆的，行星的运动也不是匀速的．二、开普勒提出行星运动三定律[问题设计]1．开普勒为什么怀疑行星的运动不是匀速圆周运动？他怎

5、样发现行星的运行轨道是椭圆的？答案　开普勒利用第谷对火星的丰富观测资料，根据哥白尼的行星沿圆轨道匀速运动的观点分析计算，前后经过70多次尝试，发现计算结果与观测资料之间存在着微小误差，他认为第谷的观测是精确的，而怀疑哥白尼的行星做匀速圆周运动的观点．2．开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？答案　从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律．[要点提炼]　对开普勒三定律的理解1．开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运

6、动．2．由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度比较快，而离太阳比较远时，行星运行的速度比较慢．3．在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对不同的天体系统k值不相同．k值的大小由系统的中心天体决定．三、中学阶段对天体运动的处理方法[要点提炼]由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理，开普勒三定律就可以这样表述：1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．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

7、行星做匀速圆周运动．3．所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即＝k.一、对两种学说的认识例1　下列说法都是“日心说”的观点，现在看来其中正确的是(　　)A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B．地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动C．天体不动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象D．与日地距离相比，恒星离地球十分遥远，比日地间距离大得多解析　A是“日心说”的观点，但现在看来

8、是不正确的，太阳不是宇宙中心，只是太阳系的中心天体，行星做的也不是匀速圆周运动，A错误；月亮绕地球运动的轨道不是圆，B错误；恒星是宇宙中的主要天体，宇宙中可观察到的恒星有1012颗，太阳是离我们最近的一颗恒星，所有的恒星都在宇宙中高速运动着，所以天体也是运动的，C错误．答案　D二、对开普勒定律的理解例2　关于行星绕太阳运动，下列说法正确的是(　　)A．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大B．所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳在椭圆