三、开普勒三定律
实验:椭圆的制作
1、椭圆:平面上到两个定点的距离之和为固定值的点的轨迹。
2、焦点、半长轴、半短轴
开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律(周期定律):所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等。
强调表达式中各物理量的含义
行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理:
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,即行星做匀速圆周运动。
3、所有行星轨道的半径的三次方与公转周期的二次方的比值都相等。
即:
学生分组合作实验:学生用教师提供的器材参照教材画出椭圆。以细绳的两端点为椭圆的两个焦点,用铅笔紧贴着细绳滑动,在纸上画出轨迹。
思考:椭圆有什么特点?
视频动画解释开普勒第一定律的内容
水 金 地 火 木 土 a 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539 T 0.214 0.615 1 1.881 11.862 29.457 学生积极交流讨论:根据数据分析猜想行星轨道半径和周期的关系 。
观看视频动画
小结
练习巩固:
开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动。
学生动手,体验过程有利于知识的建构。
动画的效果直观,让学生能看到三维的立体画面,让学生们的感性认识又提高一步。
学生经历数据分析、猜想、验证的过程学会 学的研究方法。
充分发挥学生的主观能动性,明确每一种模型都不一定是完美的,以发展的眼光看待处理问题。