万有引力与航天（万有引力与航天）
万有引力与航天（万有引力与航天）小组活动：根据教材32页相关内容完成以下活动，（满分100分）？（一） 科学足迹生：认识，霍金师：对，霍金，一位伟大的物理学家，被称为爱因斯坦的接班人。但不幸的是，在3月14日那天，霍金化着了一颗星辰，飞向了他钟爱的天空，他离开了我们。霍金一生都在致力于宇宙的探索，他的探究结论使人类对宇宙的认识提升到了新的高度。实际上人类对于宇宙的探索已经经历了2000多年的历程，那么古人又是如何探究宇宙的呢?这节课就让我们一起进入古人的探索历程。一．新课教学
第一节 行星的运动
一．引入新课
向学生展示一下图片
师：同学们，你们认识这位科学家吗？
生：认识，霍金
师：对，霍金，一位伟大的物理学家，被称为爱因斯坦的接班人。但不幸的是，在3月14日那天，霍金化着了一颗星辰，飞向了他钟爱的天空，他离开了我们。霍金一生都在致力于宇宙的探索，他的探究结论使人类对宇宙的认识提升到了新的高度。实际上人类对于宇宙的探索已经经历了2000多年的历程，那么古人又是如何探究宇宙的呢?这节课就让我们一起进入古人的探索历程。
一．新课教学
（一） 科学足迹
小组活动：根据教材32页相关内容完成以下活动，（满分100分）？
师：同学们请你们打开教材32页，然后把导学案拿出来，你们已经提前预习了本节的
内容，导学案上的探究活动一完成了吗？
生：完成了
师：请你们以小组为单位，先交流一下你们的结果，然后再相互讨论一下，等会我会抽一组的同学上来展示一下你们讨论的结果。
活动过程：让小组讨论4分钟，然后让甲组同学上来用投影仪展示结果，并叫一个代表上台为同学们讲解这四位代表人物的主要观点或成就，并讲解评分的理由。甲组完后再让乙组上台讲解。
师：实际上这四位科学家都很伟大，说不清哪个贡献最大，我们不要因为他们提出的观点不正确或者 不完美而全盘否定他们，我们更应该从他们身上的科学精神和他们对科学的奉献来评分，下面就让我来评价一下他们的贡献
1. 托勒密
从现在来看托勒密的地心说是错误的，但他是科学萌芽时期一位伟大的天文学家。他为了探究天体的运动规律，曾坚持几十年进行天文观测，最终完善了地心说。他提出来的观点能对当时的观测结果做出精确的说明，能准确预测行星的位置。在长达1000多年的时间里在航海，生产和生实践中所采用，成文当时天文立法的依据。可见他对当时的社会贡献还是比较大的。
2. 哥白尼
虽然哥白尼的日心说并不完美，宇宙没有绝对的中心，太阳也并非静止不动，但哥白尼对科学的贡献是非常大的，他阻拦了太阳，推动了地球。为后来开普勒和牛顿的研究奠定了基石。
3．弟谷
弟谷被称为天才的观察者，他把对天体的测量误差精确到了2分，分是角度单位1度等于60分，可见2分的误差已是很精确的了。他的观测结果为哥白尼的日心说提供了关键性的支持，而且后来开普勒的研究数据也是由弟谷提供的。
4.开普勒
开普勒被称为天空的立法者，他提出来的开普勒三大定律就好像是给天空颁布了一套法律，规定了天体就应该是这样运动的，他也为后来牛顿的研究奠定了基础。下面就让我们一起来认识一下开普勒的探索历程。
（二）开普勒三大定律
师：同学们你们猜一下开普勒最先发现是哪条定律？
生：第一定律
师：是吗？让我们先看一个视频了解一下。
过程：播放视频（视频内容为开普勒探究一二定律的过程）
师：可见开普勒最先发现的是二定律，只是为了从知识层次结构上考虑，把后发现的轨道定律归位了一定律。视频中已经简单讲解了一二定律，这儿我还要做一点补充说明
1.开普勒第一定律：（轨道定律）
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
师：对于椭圆，我们在数学当中我们还没有学过，下面就让我们一起来认识一下椭圆。请同学们看书32页做一做，看完之后我们再一起画一下椭圆。
过程：学生先看书，然后再借助工具画椭圆，让一名学生上台画。
师：感谢这位同学为我们画了一个完美的椭圆，对于椭圆的一些基本概念我还要向同学们解释一下（借助事先准备好的图形向学生解释什么是焦点，长轴，半长轴。短轴和半短轴）
2.开普勒第二定律（面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
师：开普勒第二定律又称为面积定律，他主要探究的是行星速度的变化问题，我们可以归结为近快远慢。下面我们就通过一个动画来感官体验一下近快远慢（向学生播放动画）
3、开普勒第三定律： （周期定律）
所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
师：开普勒在得出一二定律之后，他并没有得到满足，他想一二定律只是针对单个行星的运动规律，太阳系中所有行星之间应该存在着某种规律，他在研究行星周期与半长轴关系的问题上终于发现了这一规律，终结出了第三定律。抛开三定律的内容不看，我们可以现来探究一下。请同学们看一个动画（播放行星绕太阳运动的动画）周期与半长轴有什么大致关系呢？
生：半长轴越长，对应的周期越大
向学生展示以下表格
师:这是天文学家所测量的行星的半长轴和对应的周期，从这些数据中我们可以体验一下开普勒探究的艰辛。T与R有什么定量的关系呢？请同学们猜想？
生;一次函数关系，T与R成正比。
教师借助EXCELL表格图像进行验证
师:显然结果不正确，那么又成什么关系
生：二次函数关系，T与R的二次方成正比
EXCELL图像
师：结果也不正确。实际上只评猜测，可能性很多。开普勒经历了10年的时间，做了大量的计算，最终在研究T的平方与R的三次方的关系时找到了这一规律，下面我们可以用图像验证一下
师：结
果正确，那么我们就可以写成数学表达式R³/T²=k，这就是我们的开普勒第三定律。下面我们一起来齐读一下
问题：请结合下面的表格思考，第三定律只适用于行星绕恒星的转动吗？
生：不是，也适用于卫星绕行星的转动？
师：像太阳和地球一样，被环绕的天体可以统称为中心天体，绕着中心天体转动的称为环绕天体。开普勒第三定律适用于环绕天体绕中心天体运动的规律，不仅仅是第三定律适用，所有的三大定律都适用。
问题：请结合下面表格思考，K值与什么因素有关？
生：与中心天体有关
师：对于同一中心天体，不同的环绕天体的k值相同，K值只与中心天体有关，与环绕天体无关。
问题:实际上行星的运动轨迹很接近圆，在我们高中阶段就可以把它看成是圆，如果把行星运动轨道看成是圆，那么开普勒三大定律又如何描述呢？
学生：
1. 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
2. 对于某一行星来说，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. 所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
即R³/T²=k
师：在我们今后的学习中我们就可以把行星的轨道看成圆来处理问题。
师:我们新课就讲到这儿，你们这节课有什么收获呢？
生：我学到了行星绕恒星的运动规律，开普勒的三大定律。
师：抛开知识层面不说，我们又有什么收获呢？
生:我感受到了科学家的精神
师：我们一个物理结论的或得容易吗？
生：不容易
师：对，不容易，这往往要经历好几代科学家的共同努力，他们要花费大量的时间，大量的精力去研究。所以面对科学家留给我们的宝贵的知识财富，我们应该好好学习。最后让我们看一下开普勒身前写给自己的墓志铭，希望你能看到他的科学精神。
开普勒墓志铭
• 我曾测量天空，现在测量幽冥。灵魂飞向天国，肉体安息土中
