高中必修第二册《第3节 人类对太空的不懈探索》优质课教案下载

高中必修第二册《第3节 人类对太空的不懈探索》优质课教案教学设计下载

科学思维：了解开普勒行星运动定律的建立过程。

科学探究：认识发现万有引力定律的过程和重要意义，以及科学定律对人类探索未知世界的作用；知道科学包含大胆的想象和创新。

科学态度与责任：能激发学生探索太空的兴趣，对科学规律对航天技术发展的重大贡献而振奋。

教学重点：体会万有引力定律对科学研究的价值，体会科学家实事求是、尊重客观规律、不迷

信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神。

教学难点：了解“地心说 ”和“日心说 ”的内容及意义。

多媒体课件、视频片段

【新课导入】

星空如此迷人，周而复始，宁静永恒。人类观察星空，为了耕作，为了远行，为了信仰，为了探索大自然的奥秘。

【新课内容】

一、古希腊人的探索

毕达哥拉斯（Pythagoras，约公元前580一约前500）从美学观念出发，认为宇宙中所有天体的形状都应该是球形。亚里士多德认为，地球在宇宙的中心静止不动，其他星体绕地球转动，这很好地解释了天体升落的现象。阿波罗尼奥斯（Apollonius，约公元前262一前190）认为行星沿某一圆周（本轮）运动，该圆周的圆心沿另一圆均轮周（均轮）绕地球运动。因此，以地球为中心看行星时，行星会时而顺行，时而逆行，其亮度也会因与地球距离的改变而改变。

以亚里士多德为代表的古希腊人认为地球位于宇宙的中心。所有天体都围绕宇宙的中心——地球做匀速圆周运动。围绕地球的天体的排列顺序为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、最外层为恒星的球壳。

古希腊人设想每个行星都沿圆周运动，其运动轨迹就是行星的本轮。同时，这个圆的中心运动轨迹就是行星的均轮。

地心说：公元140年前后，托勒密（C.Ptolemaeus，约公元90-168）对前人的观测成果和理论进行总结，提出了地心体系。托勒密的地心体系可以解释已知天体的运动，在很长的历史时期人们都利用这一模型预测天体的位置。

由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心说。

二.文艺复兴的撞击

16世纪中期，文艺复兴的浪潮冲击了自中世纪以来长期禁铜人们思想的枷锁。

1543年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人公开了他几十年来研究的成果《天体运行论》，正式提出了“日心说”。哥白尼认为：太阳是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都绕太阳做匀速圆周运动，月球是地球的卫星。哥白尼的“日心说”可以简洁地描述行星运动，并能更清楚地解释诸多天文现象。

(1)太阳是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；

(2)地球是绕太阳旋转的行星；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旋转；

(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象；

第谷布拉赫（T.Brahe，1546-1601）是丹麦杰出的天文观测家。当时尚未发明望远镜，他通过自制的观测仪器对星体进行认真系统的观测，使当时的测量误差从10’降低到2。他的测量结果表明，托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据不相符。

开普勒研究了第谷连续20年的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道，却以失败而告终，因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有8’的误差。开普勒相信这不是第谷的粗心造成的，而是哥白尼的理论还需要进一步完善。从此，他开始研究行星的非匀速、非圆周运动。经过多年的埋头计算，开普勒最终发现了更为精确的行星运动规律，并先后提出了三大定律。

虽然哥白尼的理论受到了第谷、开普勒的挑战，但不可否认，他播下了科学革命的种子。亚里士多德认为地上和天上的物体是有区别的，而哥白尼则修正了地球静止不动的直觉观念，为牛顿统一天上与地上的物理学打下了基础。