2023學年完整公開課版《行星的運動》

行星的運動學習目標1.了解地心說和日心說兩種學說的內容。2.理解開普勒行星運動三定律的內容。3.了解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的,真理是來之不易的。一、兩種對立的學說1.地心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽、月亮以及其他行星都繞_____運動。2.日心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動的,地球和其他行星都繞_____運動。3.局限性:都把天體的運動看得很神圣,認為天體的運動必然是最完美、最和諧的_________運動。但計算所得數據和丹麥天文學家_____的觀測數據不符。地球地球太陽太陽勻速圓周第谷【自我思悟】1.太陽每天都是東升西落,這一現象是否說明太陽是繞著地球轉的?為什么?提示:否。太陽是太陽系的中心,地球繞太陽公轉,由于地球同時還在自轉,所以造成了太陽東升西落的現象。2.日心說具有什么樣的局限性?提示:日心說在證明地球和其他行星是圍繞太陽轉的同時,也有缺陷:太陽并非宇宙中心,而是太陽系的中心;地球和其他行星的運行軌道是橢圓而不是圓。二、開普勒行星運動定律定律內容公式或圖示開普勒第一定律所有行星繞太陽運動的軌道都是_____,太陽處在_____的一個_____上開普勒第二定律對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內掃過___________橢圓橢圓焦點相等的面積定律內容公式或圖示開普勒第三定律所有行星的軌道的_______的三次方跟它的_________的二次方的比值都相等公式:=k,k是一個與行星_____的常量半長軸公轉周期無關【自我思悟】1.圍繞太陽運動的行星的速率是一成不變的嗎?提示:不是。根據開普勒第二定律,行星離太陽近時運動速率大,離太陽遠時運動速率小。2.行星軌道的半長軸越長,行星的運行周期越長嗎?提示:根據開普勒第三定律,行星的半長軸的三次方與它的公轉周期的二次方成正比,故半長軸越長,行星的運行周期越長。三、行星運動的一般處理方法行星的軌道與圓十分接近,在中學階段的研究中我們按圓軌道處理,即:定律近似處理開普勒第一定律行星繞太陽運動的軌道十分接近圓,太陽處在_____開普勒第二定律對某一行星來說,它繞太陽做圓周運動的角速度(或線速度大小)_____,即行星做_________運動開普勒第三定律所有行星_________的三次方跟它的_________的二次方的比值都相等,表達式為圓心不變勻速圓周軌道半徑公轉周期【自我思悟】1.勻速圓周運動有什么樣的特點?提示:勻速圓周運動的線速度大小、角速度和周期均保持不變。2.行星的軌道與圓十分接近,在中學階段的研究中我們通常按圓軌道處理,這樣做有什么好處?提示:圓周運動要比橢圓運動簡單得多,將行星的軌道按圓軌道處理可以將問題大大簡化。一、對開普勒三定律的理解定律認識角度理解開普勒第一定律對空間分布的認識各行星的橢圓軌道盡管大小不同,但是太陽是所有軌道的一個共同焦點,所以又稱焦點定律不同行星的軌道是不同的,可能相差很大行星的橢圓軌道很接近圓,半長軸與半短軸接近定律認識角度理解開普勒第二定律對速度大小的認識該定律又叫面積定律,反映了同一行星沿橢圓軌道運動靠近太陽時速度增大,沿橢圓軌道遠離太陽時速度減小近日點、遠日點分別是行星距離太陽的最近點、最遠點,所以近日點速度最大,遠日點速度最小定律認識角度理解開普勒第三定律對周期長短的認識反映了行星公轉周期跟軌道半長軸之間的依賴關系。橢圓軌道半長軸越長的行星,其公轉周期越長;反之,其公轉周期越短該定律不僅適用于行星,也適用于其他天體。例如,繞某一行星運動的不同衛(wèi)星研究行星時,常數k與行星無關,只與太陽有關。研究其他天體時,常數k與其中心天體有關【微思考】(1)如圖所示是地球繞太陽公轉時的示意圖,由圖可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天繞太陽運動的速度最大?提示:冬至日。由圖可知,冬至日地球在近日點附近,由開普勒第二定律可知,冬至日地球繞太陽運動的速度最大。(2)如圖所示是“金星凌日”的