行星恒星星系宇宙

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无论何时，撰写教案都是我们教学必不可少的一步，教案是教师安排教学工作的依据，要想在教学中不断提升自己，教案必不可少。如何才能写好高中教案呢？欢迎大家阅读小编为大家收集整理的《行星恒星星系宇宙》。

教学目标

知识目标

了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次；

能力目标

通过万有引力定律在这些星系中的应用，使学生了解地球、太阳系、银河系等的运行；

情感目标

了解宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源的一种学说，引导学生去探索神秘的宇宙.

教学设计方案

教学重点：应用万有引力定律

教学难点：天文学知识

教学方法：自学与讲授

教学用具：多媒体和计算机

教学过程：

问题：教师用计算机展示图片：

1、围绕地球作匀速圆周运动的星是什么星？谁提供的向心力？

回答：是地球的卫星，是地球与卫星间的万有引力提供的．

这是第一层．（地球的卫星包括月亮，地球是行星）

教师用计算机展示图片：

2、太阳系中有几大行星在绕太阳作匀速圆周运动？是谁提供的向心力？

回答：有九大行星，它们依次是：水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星．

（其中海王星和冥王星都是用万有引力定律找到的，太阳是恒星．）

教师用计算机展示图片：

3、太阳系又在什么范围内呢？

回答：在银河系．

4、请学生解决下列问题：

典型例题1：在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力恒量G在缓慢地减小．根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比：

A、公转半径变大B、公转周期变小

C、公转速率变大D、公转角速度变大

解：根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加，即公转半径逐渐增大，A答案错误．又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，

由牛顿第二定律得：

解得：

当减小时，增加时，公转速度逐渐减小．

由公式又知T逐渐增加，故正确答案为B、C．

典型例题2：天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果：银河系中心可能存在一个大黑洞，距黑洞60亿千米的星体以2000km/s的速度绕其旋转；接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．

求：

1、“黑洞”的质量．

2、试计算黑洞的最大半径．

解：

1、由万有引力定律得：

解得：=3.6×1035kg

2、由题目：接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．而脱离速度等于其环绕黑洞运行的第一宇宙速度的倍．

得：

解得：=５.３×108m

布置作业：

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行星恒星星系宇宙 万能通用篇

教学目标

知识目标

了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次；

能力目标

通过万有引力定律在这些星系中的应用，使学生了解地球、太阳系、银河系等的运行；

情感目标

了解宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源的一种学说，引导学生去探索神秘的宇宙.

--方案

教学重点：应用万有引力定律

教学难点：天文学知识

教学方法：自学与讲授

教学用具：多媒体和计算机

教学过程：

问题：教师用计算机展示图片：

1、围绕地球作匀速圆周运动的星是什么星？谁提供的向心力？

回答：是地球的卫星，是地球与卫星间的万有引力提供的．

这是第一层．（地球的卫星包括月亮，地球是行星）

教师用计算机展示图片：

2、太阳系中有几大行星在绕太阳作匀速圆周运动？是谁提供的向心力？

回答：有九大行星，它们依次是：水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星．

（其中海王星和冥王星都是用万有引力定律找到的，太阳是恒星．）

教师用计算机展示图片：

3、太阳系又在什么范围内呢？

回答：在银河系．

4、请学生解决下列问题：

典型例题1：在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力恒量g在缓慢地减小．根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比：

a、公转半径变大b、公转周期变小

c、公转速率变大d、公转角速度变大

解：根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加，即公转半径逐渐增大，a答案错误．又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，

由牛顿第二定律得：

解得：

当减小时，增加时，公转速度逐渐减小．

由公式又知t逐渐增加，故正确答案为b、c．

典型例题2：天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果：银河系中心可能存在一个大黑洞，距黑洞60亿千米的星体以XXkm/s的速度绕其旋转；接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．

求：

1、“黑洞”的质量．

2、试计算黑洞的最大半径．

解：

1、由万有引力定律得：

解得：=3.6×1035kg

2、由题目：接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．而脱离速度等于其环绕黑洞运行的第一宇宙速度的倍．

得：

解得：=５.３×108m

布置作业：

高中教案物理教案 行星恒星星系宇宙

教学目标

知识目标

了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次；

能力目标

通过万有引力定律在这些星系中的应用，使学生了解地球、太阳系、银河系等的运行；

情感目标

了解宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源的一种学说，引导学生去探索神秘的宇宙.

教学设计方案

教学重点：应用万有引力定律

教学难点：天文学知识

教学方法：自学与讲授

教学用具：多媒体和计算机

教学过程：

问题：教师用计算机展示图片：

1、围绕地球作匀速圆周运动的星是什么星？谁提供的向心力？

回答：是地球的卫星，是地球与卫星间的万有引力提供的．

这是第一层．（地球的卫星包括月亮，地球是行星）

教师用计算机展示图片：

2、太阳系中有几大行星在绕太阳作匀速圆周运动？是谁提供的向心力？

回答：有九大行星，它们依次是：水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星．

（其中海王星和冥王星都是用万有引力定律找到的，太阳是恒星．）

教师用计算机展示图片：

3、太阳系又在什么范围内呢？

回答：在银河系．

4、请学生解决下列问题：

典型例题1：在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力恒量G在缓慢地减小．根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比：

A、公转半径变大B、公转周期变小

C、公转速率变大D、公转角速度变大

解：根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加，即公转半径逐渐增大，A答案错误．又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，

由牛顿第二定律得：

解得：

当减小时，增加时，公转速度逐渐减小．

由公式又知T逐渐增加，故正确答案为B、C．

典型例题2：天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果：银河系中心可能存在一个大黑洞，距黑洞60亿千米的星体以2000km/s的速度绕其旋转；接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．

求：

1、“黑洞”的质量．

2、试计算黑洞的最大半径．

解：

1、由万有引力定律得：

解得：=3.6×1035kg

2、由题目：接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入．而脱离速度等于其环绕黑洞运行的第一宇宙速度的倍．

得：

解得：=５.３×108m

布置作业：

行星的运动

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律．

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；

说明：

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），打破了历来“恒星不变”的学说．伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学．为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”．开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神．

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述．也可通过放资料片和图片的形式讲述．也可大胆的让学生进行发言．

在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害．不必给结论，让学生自行得出结论．

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样．

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．

解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：

同理设月球轨道半径为，周期为，也有：

由以上两式可得：

在赤道平面内离地面高度：

km

点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星．它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天（图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图）．

解：月球公转（2π+）用了29.5天．

故转过2π只用天．

由地球公转知．

所以=27.3天．

例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（）

A．B、C的线速度相等，且大于A的线速度

B．B、C的周期相等，且大于A的周期

C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度

D．若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的．

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的．

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的．

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的．

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.

行星的运动【推荐】

教学目的：

1、了解人类对力学运动的研究首先是从研究天体运动开始。

2、介绍两种学说——地心说与日心说，了解科学家发现的艰辛。

3、知道开普勒的定律。

重点：开普勒定律

难点：开普勒定律的应用

教法：启发式综合教学法

教学过程：

一、引入：

人类在自己的发展过程中首先就遇到了时间的测量总是如季节的更替，旱季或雨季什么时候开始，如何辩别方向等等。为了解决这些问题，人类通过对天体——太阳、月亮、行星和恒星的观察，找到了解决问题的办法，人类就这样开始对天体的位置和运动的研究。

二、授新：

1、行星的运动的两种学说

研究天体运动显然应当从最简单的情况着手。古希腊的天文学家和哲学家发现太阳从东边升起，从西边萍。他们就认为地球是不动的，是宇宙的中心，一切天体——太阳、月亮、行星和星球教师围绕着地球在天空做简单的完美的圆周运动。

结论：地心说的内容是：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切得星围绕地球做圆周运动。

地心说的代表人物是古希腊的科学家和哲学家亚里士多德。

大约在公元前四世纪或者三世纪，希腊天文学家阿里斯塔克指出，地球和所有行星都是围绕太阳而转动的。此外，地球还围绕自身的轴而旋转。他是人类历史上第一个提出有关太阳系结构的所谓日心说。波兰科学家哥白尼在《天体运行论》一书中，对日心说有更具体的论述和数学论证。此书的出版是科学史上的一次革命。

结论：日心说的内容：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。

2、两种学说的斗争

地心说的观点与宗教神学观点一样，认为地球是宇宙的中心。随着对行星的研究的加深，人们感到地心说对天体运动的解释过于复杂和人为化，而日心说对行星的运动的解释更为合理简单。

3、开普勒定律

虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说，但仍然认为其他行星围绕太阳做圆周运动。这个观点是错误的，开普勒在第谷对780颗左右恒星观察并有准确记录的基础上，提出了椭圆轨道定律和周期定律。

a、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围

绕太阳运动，太阳是在这些椭贺的一个焦点上。

b、开普勒第二定律（周期定律）：所和行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周

期的二次方的比值都相等。

（画图解释）

开普勒定律以极简明的结论代替了庞大复杂的系统，使得计算行星的轨道半径和它

们的位置工作大简化。

小结：

板书设计：

第一节行星的运动

1、行星的两种学说：

a、地心说：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切得星围绕地球做圆周运动。

b、心说：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。

2、两种学说的斗争：

3、开普勒定律：

a、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨

道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭贺的一个焦点上。

b、普勒第二定律（周期定律）：所和行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公

转周期的二次方的比值都相等。

宇宙的边疆教学建议

作者：人民教育出版社课程教材研究所

１、以前教材中没有出现过解说词，但是在日常生活中，我们经常接触到各类解说词，可以让学生联系实际，了解解说词的特点；也可以找来其他科学电视片，结合视觉画面，让学生全面地感受解说词的特点。

２、课文中有许多精辟的议论和热烈的情感抒发，要让学生借此了解作者对宇宙和人类的思考，并引发他们自己的思考。

３、从古代运用天文方法确定耕作时间，到现代对宇宙形成演变的种种假设，对宇宙的探索，已经成为人类生活的一部分。宇宙从何而来，向何而去，人类从何而来，向何而去，这些基本问题不仅具有科学意义，而且具有哲学的意味。可以让学生了解一些有关宇宙的基础知识，扩展他们的思维层次和文化素养。

４、有条件的话，阅读《宇宙》全书，也可以观看相关的电视片，比如“探索（discovery）”之类的作品。

物理教案 行星的运动

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律．

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；

说明：

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），打破了历来“恒星不变”的学说．伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学．为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”．开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神．

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述．也可通过放资料片和图片的形式讲述．也可大胆的让学生进行发言．

在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害．不必给结论，让学生自行得出结论．

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样．

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．

解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：

同理设月球轨道半径为，周期为，也有：

由以上两式可得：

在赤道平面内离地面高度：

km

点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星．它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天（图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图）．

解：月球公转（2π+）用了29.5天．

故转过2π只用天．

由地球公转知．

所以=27.3天．

例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（）

A．B、C的线速度相等，且大于A的线速度

B．B、C的周期相等，且大于A的周期

C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度

D．若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的．

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的．

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的．

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的．

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.

高中教案行星的运动【推荐】

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律．

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；

说明：

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），打破了历来“恒星不变”的学说．伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学．为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”．开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神．

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述．也可通过放资料片和图片的形式讲述．也可大胆的让学生进行发言．

在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害．不必给结论，让学生自行得出结论．

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样．

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．

解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：

同理设月球轨道半径为，周期为，也有：

由以上两式可得：

在赤道平面内离地面高度：

km

点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星．它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天（图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图）．

解：月球公转（2π+）用了29.5天．

故转过2π只用天．

由地球公转知．

所以=27.3天．

例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（）

A．B、C的线速度相等，且大于A的线速度

B．B、C的周期相等，且大于A的周期

C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度

D．若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的．

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的．

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的．

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的．

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.

换个角度学太阳日与恒星日【荐】

恒星日和太阳日是高中地理学习中的一个难点。教材只是从其定义学习恒星日和太阳日，由于这些内容复杂、抽象，超出学生的感性认识和经验的范围，让学生感到难理解、难接受。我结合模拟实验、晨昏线和地球的自转公转学习恒星日和太阳日，学生不仅能较好的理解这二个定义，而且对地球的自转和公转也有了更新的认识。

教材中有关恒星日和太阳日的定义，可用下表概括。

周期

地球自转的角度

所用时间

太阳日

360°59′

24小时

恒星日

360°

23小时56分4秒

恒星日是用距地球遥远的同一恒星为参照点，连续两次在同一地上中天所经历的时间。太阳日是以太阳为参照点，连续两次在同一地上中天所经历的时间。用图可简单概括为：

一、运用模拟实验，激活学生思维

通过生动、简单、直观的模拟实验，以眼前看得见的实验类比难以观测到的天体运动，使学生从实验中获得具体的感性认识，加深对恒星日、太阳日的理解。

设计如下：

桌上放一篮球，一个学生正好面对它。

设问一：要使这个学生正好再次面对篮球，需转多少度？

回答：360度。

（示范学生原地转了360度，正好重新面对篮球。）

设问二：如果在自转的同时，向前还有一段位移，在这种情况下，要使学生正好再次面对篮球，转了360度够不够？

（示范学生向前跨了一大步，自转一周。这时学生们都很明显地观察到，他没有正对篮球。我示意那学生再转一点角度，这时才正对篮球。学生们当然从示范中找到了正确答案。）

回答：转了360度不够，还要再转一些角度。

两种情况演示完毕。学生总结前者即恒星日，后者即太阳日。

二、通过地球自转与晨昏线认识太阳日

地球昼夜交替周期是地球自转和公转的结果，实质上是一个太阳日，并不是地球真正的自转周期恒星日。由地球自转图可看出随着地球自西向东转，晨昏圈由东向西移动。若自转速度加快，晨昏圈向西移动速度加快，自转周期缩短。若自转速度减慢，晨昏圈向西移动速度减慢，自转周期增长。

三、通过地球公转认识恒星日与太阳日的差别

假设地球只有公转无自转时，由地球公转图可以看出，此时地球仍然有昼夜交替现象。这时候地球昼夜交替的周期为一年，地球上的晨昏圈自西向东运动。由此可看出公转引起的晨昏圈移动方向与自转引起的晨昏圈移动方向相反。根据“若自转速度减慢，晨昏圈向西移动速度减慢，自转周期增长。”这一结论，由于地球的公转和自转引起的昼夜交替周期即太阳日比仅有地球自转时引起的昼夜交替周期即恒星日要长。太阳日比恒星日一年要长出一个恒星日，太阳日比恒星日一天要长23.934/365小时即0.0655738小时（约3.93443分钟，也就是3分钟56秒）。这就是太阳日为24小时而恒星日为23小时56分4秒的缘故。这样解释太阳日与恒星日的差别学生更容易接受。同时学生也加深了对地球自转和公转的认识。

四、如果地球自转和公转方向发生变化，太阳日和恒星日的变化

1．如果地球自转和公转方向同时发生变化，即都由东向西转。根据以上的类似推理太阳日仍长于恒星日。

2．如果地球自转和公转方向其中只有一种方向发生变化，而另一种运动方向不变，此时自转和公转引起的晨昏圈移动方向相同。相当于自转速度加快情形类似，太阳日比恒星日短约3分56秒。

高中教案行星的运动 万能通用篇

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说（托勒密）和日心说（哥白尼）分别以不同的参照物观察天体运动的观点；通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律．

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述；

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价；

说明：

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），打破了历来“恒星不变”的学说．伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学．为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”．开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作．这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神．

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述．也可通过放资料片和图片的形式讲述．也可大胆的让学生进行发言．

在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害．不必给结论，让学生自行得出结论．

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样．

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的．

解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：

同理设月球轨道半径为，周期为，也有：

由以上两式可得：

在赤道平面内离地面高度：

km

点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星．它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天（图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图）．

解：月球公转（2π+）用了29.5天．

故转过2π只用天．

由地球公转知．

所以=27.3天．

例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（）

A．B、C的线速度相等，且大于A的线速度

B．B、C的周期相等，且大于A的周期

C．B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度

D．若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的．

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的．

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的．

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的．

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.