7.1 行星的運動 課件 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

第1節(jié)行星的運動

第七章萬有引力與宇宙航行問題：關(guān)于行星的運動，你知道古代有哪些主要的觀點嗎？一、人類對行星運動規(guī)律的認識1.托勒密：地心宇宙地心說：地球是宇宙的中心，日月星辰都圍繞地球轉(zhuǎn)動。主要依據(jù)：太陽、月亮和星星從頭上飛過，東升西落。行星的逆行本輪和均輪均輪“輪上輪”“偏心點”“偏心等距點”缺少簡潔性科學家的追求2.哥白尼：攔住了太陽，推動了地球日心說：太陽是宇宙的中心，是靜止不動的；地球和其他行星都繞太陽運動。主要觀念：美的東西一定是簡單與和諧的。地球是一個與其他天體相似的物體。模型的成功：

解釋了行星逆行等許多現(xiàn)象。伽利略發(fā)明了望遠鏡3.第谷：天才的觀測家把觀測天體位置的誤差從10’減小到2’。觀測結(jié)果支持日心說。4.開普勒：真理超出期望采用模型：行星繞太陽做勻速圓周運動。采用數(shù)據(jù)：第谷的觀測數(shù)據(jù)。結(jié)果：

16年70余次嘗試，推導(dǎo)結(jié)果與第谷的觀測數(shù)據(jù)存在至少8’的偏差。是誰錯了？做一做：繪制橢圓1.用工字釘把白紙固定在木板上2.在白紙的中間另外固定兩顆工字釘3.把繩子套在兩顆工字釘上4.用筆拉住繩子，繃緊繞一圈5.保持一顆工字釘位置不變，移近另一顆工字釘，再畫一個橢圓6.保持這顆工字釘位置不變，再移近另一顆工字釘，再畫一個橢圓木板白紙工字釘棉繩筆問題：當兩顆工字釘靠得很近的時候，你發(fā)現(xiàn)什么？二、開普勒定律1.開普勒第一定律（軌道定律）所有行星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。問題：地球繞太陽沿橢圓運動，是勻速率運動嗎？春夏兩季：186天秋冬兩季：179天2.開普勒第二定律（面積定律）對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。問題：不同的行星繞太陽運轉(zhuǎn)的快慢是否一樣呢？行星半長軸a（km）周期T（天）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148任務(wù)：找出行星繞太陽運轉(zhuǎn)快慢的定量規(guī)律結(jié)論：a3和T2成正比3.開普勒第三定律（周期定律）

所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等。問題：公式中的比例系數(shù)k是多少？行星/衛(wèi)星半長軸（km）周期（天）k（m3/s??2）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星4498601483.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×1018行星/衛(wèi)星半長軸（km）周期（天）k（m3/s??2）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3地球同步衛(wèi)星0.04241結(jié)論：k與中心天體有關(guān)3.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×10181.03×10131.03×1013問題：我們要學習開普勒的哪些科學態(tài)度？實事求是、堅持真理、勇于創(chuàng)新16年70余次嘗試冤不冤？問題：在某些場合，把行星繞太陽看成做勻速圓周運動是否可行？1.行星軌道：行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。(k與行星無關(guān))行星運動的簡化的模型：2.運動快慢：對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度）大小不變，即行星做勻速圓周運動。3.運動周期：所有行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等，即：素養(yǎng)升華：描述一個物體的運動時，要選擇或建構(gòu)合適的模型來描述，請從精確度和簡潔性兩個角度說說你對模型建構(gòu)的理解。課堂小結(jié)行星的運動兩種學說地心說日心說三大定律軌道定律面積定律周期定律四大人物托勒密哥白尼第谷開普勒1.地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時間就會出現(xiàn)。哈雷的預(yù)言得到證實，該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，請你根據(jù)開普勒行星運動第三定律估算，它下次飛近地球?qū)⒃谀囊荒?？哈雷（牛津?shù)學教授）學習評價：學習評價：2.天問一號”探測器于2020年7月23日成功發(fā)射，由“長征五號”運載火箭直接送入地火轉(zhuǎn)移軌道，成為一顆人造行星，與地球、火星共同繞太陽公轉(zhuǎn)，并逐漸遠離地球，飛向火星，其運動軌