1、 5.1 从托勒密到开普勒 编写人：杨鹏斌 审核：高一备课组集体审核 周次：第 9 周第 1 次 班 级： 姓名： 师评： 组评： 【学习目标】1.了解“地心说” 、 “日心说”的建立、发展过程以及科学家们的杰出工作。 2.理解行星运动的规律：“开普勒行星运行三大定律” 【学习重点】1.“日心说”的建立过程. 2.行星运动的规律：“开普勒行星运行三大定 律” 【学习难点】1.对天体运动学生缺乏感性认识，理解难度较大； 2.理解开普勒确定行星运动规律的过程。 【自主学习】一、托勒密集古代天文学研究之大成 理解：1.从古代到托勒密（公元 150 年） ，描述行星运动时总是把地球作为参照系（所谓 “
2、坐地观天” ） 。 2.了解托勒密是采用什么方法描述天体运动的，了解描述的结果。 构筑了宇宙“地心体系”九重天模型。当时被奉为“金科玉律”一直传到 15 世纪。 3.托勒密在天文学研究方上，有一定的积极意义。如在“天球”球壳对恒星进行定 位的坐标系，至今仍在天文观测中应用。 4、托勒密的宇宙模型是以地球为参考系对天体运动的直接观测结果的客观描述，在 现在看来，它尚未能揭示出天体运动的内在规律和内在关系。因此为了描述天体的 运动，其模型中竟用了 80 多个轮子，重重叠叠，令人头晕目眩。 二、 哥白尼迎来了科学的春天 1、了解哥白尼的研究方法：长期的观测，大胆的猜测，反复的计算。 2、理解哥白尼的
3、新宇宙观： 三、 开普勒提出行星运动三定律 1、了解哥白尼的学说的局限性： 2、了解第谷的天文观测：第谷坚持不懈地对行星运行进行观测，他的观测资料其准 确度几乎到了人眼的极限，其 20 余年对 750 多颗星详细的精确的观测资料为开普勒 的重大发现奠定了基础。 3、了解开普勒的研究： （1）根据哥白尼模型经过大量的计算，将计算结果与第谷的观测数据的对比， 发现有 8 弧分的微小误差； （2）他坚信第谷的观测的精确的，因此转而由第谷的观测结果直接探求行星运 行轨道的大小和形状，经过大胆的尝试与多次计算，他终于发现：行星的轨道不是圆， 而是椭圆。 （3）经过多年的潜心研究，依据第谷 20 余年来观
4、测到的几千个数据，做了大量 的复杂计算，1609 年和 1618 年先后提出了“行星运动的三大定律” 4、理解开普勒行星运动的三大定律： 所有行星轨道的半长轴的立方跟公转周期的平方的比值都相等。 对开普勒行星运动的三大定律的理解： 轨道定律：理解所有行星的轨道均为椭圆，所有行星与太阳的位 置关系为：太阳处于中心地位处于所有椭圆轨道的“公焦点” ， 如图 1。 速度定律：该定律描述行星在自己的轨道上运动快慢的规律 近快远慢，如图 2。此定律也称“面积定律” 。 周期定律：该定律描述行星运行的周期与轨道半长轴之间的定量 关系，不同行星之间相比较，半长 a 轴越长，则行星的周期越长。 图 2 图 1
5、 太阳 【合作探究】 1、土星到太阳的距离大约是地球到太阳间距离的 10 倍.根据开普勒行星运动定律，求 木星绕太阳一周大约需要多少年. 2、关于日心说被人们接受的原因是 【 】 A、太阳总是从东面升起 B、地球是绕太阳运转的 C、以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题 D、以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了 3、关于公式 a3/T3k，下列说法中不正确的是 【 】 A、此公式是哥白尼通过天文观测归纳总结出来的 B、此公式是开普勒通过研究第谷的观测资料归纳总结出来的 C、此公式可以推广到绕地球运转的所有卫星，但 k 值不同于绕太阳运转的行星 D、一般计算中，
6、如果可以把行星的椭圆轨道近似看成圆，则 a 就是这个圆的半径 4、关于公式 a3/T3k 中的常量 k，下列说法中正确的是 【 】 A、此公式只适用于绕太阳运转的所有行星 B、公式可推广到宇宙中不同星体围绕同一星球运转的情形下 C、对绕太阳运转的行星而言，k 值既与各行星有关还跟太阳有关 D、对绕地球运转的所有卫星而言，k 值与卫星无关 5、银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们运动的周期之比为 81，则它们的轨道半径之比与公转速度之比分别为 【 】 A、21；21 B、41； 1 2 C、81；1 4 D、14；41 6、太阳的两个行星 A 和 B 质量之比为 12，轨道半
7、径之比为 21，则它们运行的周期 之比为【 】 A、12 B、14 C、 D、41: 7（实验班） 、木星的公转周期为地球上的 12 年，把地球到太阳的距离作为天文学中度 量距离的一个单位，称为天文单位，那么木星至太阳的距离为天文单位。 8（实验班） 、两颗人造地球卫星 A 和 B，A 一昼夜绕地球转 nA圈，B 一昼夜绕地球转 nB圈，那么 A 和 B 的运行轨道半径之比为 RA：R B。 【课堂检测】 1、若已知地球对它所有卫星的 k 值都等于 1.011013m3/s2，试求出月球运行的轨道 半径。 （月球绕地球运转的周期大约是 27 天） 2（实验班）太阳系除了有 8 大行星外，还有许多也围绕太阳运动的小行星，其中有一颗名 字叫“谷神”的小行星，质量为 1.001021kg，它运行的轨道半径是地球的 2.77 倍，试求 出它绕太阳一周所需要的时间是多少年？（已知 R 太阳 1.4910 11m，太阳的 k3.3510 18m3/s2） 课堂小结： 我的收获： 我的疑惑：
