【多彩課堂】2015-2016學(xué)年高中物理-6.1《行星的運動》課件-新人教版必修2

第六章萬有引力定律第1節(jié)：行星的運動1.知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。2.知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。3.知道對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。4.知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量無關(guān)。導(dǎo)入新課：首先展示天體運動和深邃天空圖片，讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識，使他們產(chǎn)生好奇心并激發(fā)濃厚興趣。新課教學(xué)，重點是開普勒三大定律，通過動畫講解行星運動的三大定律的內(nèi)容。再結(jié)合數(shù)學(xué)中橢圓的概念，以動畫畫圖的形式增強學(xué)生的感性認(rèn)識和定律的理解。最后學(xué)生自主訓(xùn)練理解行星運動三大定律。對于開普勒三大定律，同學(xué)們理解起來比較困難，本節(jié)課充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)點：用動畫直觀演示，讓學(xué)生一看就能理解。再利用數(shù)學(xué)橢圓知識和比例法的教學(xué)方法突破教學(xué)難點，這樣既提高了課堂效率，又激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。最后，學(xué)以致用，讓學(xué)生及時訓(xùn)練反饋教學(xué)效果。神奇而又壯觀的宇宙

在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無垠的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。關(guān)于天體的運動，歷史上有過不同的看法。

古人對地球的認(rèn)識古人根據(jù)有限范圍內(nèi)的觀察（如日月星辰東升西落、遠處天壤相接等），得出“天圓地方”之類的想法。東漢時期的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說，認(rèn)為天就像一個大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。蓋天說渾天說地心說托勒密

地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動。符合人們的直接經(jīng)驗科學(xué)的足跡……日心說太陽是靜止不動的，地球和其他行星都在繞太陽做勻速圓周運動?？茖W(xué)的足跡……哥白尼攔住了太陽，推動的地球日心說的進一步完善天才觀察者：第谷?布拉赫

把天體位置測量的誤差由10?

減少到2?行星運動三定律真理超出期望：開普勒科學(xué)的足跡……第

谷開普勒行星運動繞太陽運動的軌道是什么形狀？地球圓？年份春分夏至秋分冬至20133/206/219/2312/2220143/216/219/2312/2220153/216/229/2312/22秋冬兩季比春夏兩季時間短

！春92天夏94天秋89天冬90天生活事實四年多的刻苦計算↓二十年的精心觀測↓8分的誤差

→

←否定19種假設(shè)↓↓行星軌道為橢圓開普勒（德國）第谷（丹麥）

若是勻速圓周運動……科學(xué)探索

假設(shè)地球繞太陽的運動是一個橢圓運動,太陽在橢圓的一個焦點上,根據(jù)曲線運動的特點，在秋分到冬至再到春分的時間比從春分到夏至再到秋分的時間短，所以秋冬兩季比春夏兩季要短?，F(xiàn)實驗證

所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。開普勒第一定律：焦點太陽焦點●（軌道定律）開普勒第一定律動畫演示半長軸

aO圖釘圖釘怎樣用圖釘和細(xì)繩畫橢圓？半短軸b橢圓上某點到兩個焦點的距離之和，與橢圓上另一點到兩個焦點的距離之和有什么關(guān)系？

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。離太陽近時速度快，離太陽遠時速度慢！開普勒第二定律：（面積定律）s1s2t1t2t1=t2S1=S2v近日點>v遠日點從運動學(xué)的角度來看，還應(yīng)該研究行星運動的哪些物理量？行星半長軸a／106km公轉(zhuǎn)周期／T水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星286930686海王星4495601883.36×10183.36×10183.31×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.36×1018k＝R3

/T2／(m3?s2)結(jié)論你從中發(fā)現(xiàn)了什么？

所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。F2F1地球aO開普勒第三定律：（周期定律）半長軸行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期行星半長軸

(x106

km)公轉(zhuǎn)周期(天)k值水星5787.973.36×1018金星1082253.35×1018地球1493653.31×1018火星2286873.36×1018木星77843333.36×1018土星1426107593.36×1018天王星2869306863.37×1018海王星4495601883.37×1018同步衛(wèi)星0.042411.03×1013月球0.384427.3221.03×1013比值k

有什么特點？

比值

k

是一個與行星無關(guān)而只與太陽（中心天體）有關(guān)的恒量！觀察九大行星圖思考2、金星與地球都在繞太陽運轉(zhuǎn)，那么金星上的一天肯定比

24

小時短嗎?1、冥王星離太陽“最遠”，繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期最長，對嗎？對肯定

實際上行星繞太陽的運動很接近圓，在中學(xué)階段，可近似看成圓來處理問題，那么開普勒三定律的形式又如何？1、多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即:一、“地心說”與“日心說”地球是中心→太陽是中心→宇宙無限（科學(xué)精神推動了認(rèn)識發(fā)展）二、行星運動定律——開普勒三定律1、軌道定律：橢圓2、面積定律:v近＞v遠3、周期定律：r

3/T2=k（k是一個只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）1、哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是

1986年，天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時間就會出現(xiàn)，請預(yù)算下一次飛近地球是哪一年？提供數(shù)據(jù)：地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓；彗星軌道的半長軸

R1

約等于地球公轉(zhuǎn)半徑

R2

的

18

倍。解：根據(jù)開普勒第三定律則哈雷慧星下次出現(xiàn)的時間是：1986+76=2062年2.神舟六號沿半徑為

R

的圓周繞地球運動，其周期為

T，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點

A

處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的特殊橢圓軌道運動，橢圓和地球表面在

B

點相切，如圖所示，如果地球半