高中物理人教必修二課件6.1行星的運(yùn)動3

1、1,第六章 萬有引力與航天 1 行星的運(yùn)動,2,3,“日出東方”“日傍西山 ”，日常生活中我們總是感覺太陽每天繞地球轉(zhuǎn)一圈，有同學(xué)說這種說法是錯誤的。你如何解釋這種現(xiàn)象？,4,1.知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。,2.知道開普勒三定律，能用三定律解決問題。,3.了解人類對行星的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，是來之不易的。,(重點),5,一、古代對行星運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識經(jīng)歷了怎樣的過程？,太陽從東邊升起，從西邊落下,結(jié)論: “地心說”,地球是靜止不動的，是宇宙的中心,1.地心說,6,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(yùn)動.,統(tǒng)治地位,直接經(jīng)驗,宗教神學(xué),7,隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，

2、人們希望借助星星的位置為船隊導(dǎo)航，因而對行星的運(yùn)動觀測越來越精確。再加上第谷等科學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答。,如果把地球從天體運(yùn)動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運(yùn)動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運(yùn)動，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動的描述也變得簡單了。,8,假設(shè)地球并不是宇宙的中心，太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動。,“日心說”和宗教的主張是相反的，為宣傳和捍衛(wèi)這個學(xué)說，意大利學(xué)者布魯諾被宗教裁判所活活燒死。伽利略受到殘酷的迫害。,9,真理最終戰(zhàn)勝了謬誤： “日心說”之所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因為好多 “地心說”不能解釋的

3、現(xiàn)象“日心說”則能說明，就 是說“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實。 例如：若地球不運(yùn)動，晝夜交替是太陽繞地球運(yùn)動形 成的，那么每天的情況就應(yīng)是相同，事實上，每天白 天的長短不同，冷暖不同，而“日心說”則能說明這 種情況；白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太 陽公轉(zhuǎn)形成的。,10,“日心說”也并不是絕對正確的，因為太陽只是太陽系的一個中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動的?！叭招恼f”只是比“地心說”更準(zhǔn)確一些罷了。,11,開普勒(Johannes Kepler,1571-1630) 德國天文學(xué)家,二、開普勒三行星運(yùn)動定律,第谷 （1546-

4、1601） 丹麥天文學(xué)家,12,第谷（丹麥）,開普勒（德國）,8分的誤差, ,13,1、開普勒第一定律（橢圓軌道定律）,所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。,14,思考：第一定律說明了行星運(yùn)動軌跡的形狀,不同的行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道相同嗎?,1.太陽并不是位于橢圓中心，而是位于焦點處。 2.不同行星軌道不同，但所有軌道的焦點重合。,15,對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。,2、開普勒第二定律（面積定律）,16,3、開普勒第三定律（周期定律）,所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟其公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。,若用a表示橢圓軌道的半長軸，

5、T代表公轉(zhuǎn)周期，則開普勒第三定律告訴我們：,17,(1)開普勒第三定律揭示了軌道和周期之間的關(guān)系，橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越大；反之，半長軸越短，公轉(zhuǎn)周期越小。,(2)k值是一個由被環(huán)繞的中心天體本身決定的常量，也就是說，在中心天體不同的系統(tǒng)里k值是不同的，在中心天體相同的系統(tǒng)里k值是相同的。,【探究歸納】,18,（3）開普勒行星運(yùn)動定律的近似處理,行星繞太陽運(yùn)動的軌道是圓，太陽處在圓心上。,對某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動。,所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。,19,【規(guī)律總結(jié)】 1.開普勒定律不僅適用于行

6、星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時比值k是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量。 2.行星的軌道都跟圓近似，因此計算時可以認(rèn)為行星做勻速圓周運(yùn)動。 3.開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動的觀察結(jié)果而歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀察行星運(yùn)動所取得的資料中總結(jié)出來的。,20,【對點訓(xùn)練1】（2013江蘇高考)火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行,根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知() A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心 B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等 C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半 長軸之比的立方 D.相同時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木 星與太陽連線掃過的面積,21,【解析】選C.

7、太陽位于木星運(yùn)行軌道的一個焦點上,A項錯誤;火星與木星軌道不同,在運(yùn)行時速度不可能始終相等,B項錯誤;“在相等的時間內(nèi),行星與太陽連線掃過的面積相等”是對于同一顆行星而言的,不同的行星,則不具有可比性,D項錯誤;根據(jù)開普勒第三定律,對同一中心天體來說,行星公轉(zhuǎn)半長軸的三次方與其周期的平方的比值為一定值,C項正確.,22,【對點訓(xùn)練2】某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點離太陽的距離為 a，近日點離太陽的距離為 b，過遠(yuǎn)日點時行星的速率為 va，則過近日點時的速率 vb 為( ),解題關(guān)鍵：1.行星運(yùn)動滿足開普勒第二定律; 2.行星和太陽的連線在很短時間內(nèi)掃過的區(qū)域 可以近似看作三角形，其面積可以按照三

8、角形計算。,23,解析：選C.由開普勒第二定律可知，行星與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，取t 足夠短，所掃過的面積近似看作三角形的面積，,24,【對點訓(xùn)練3】太陽系八大行星的公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道地球與太陽之間的平均距離約為 1.5 億千米，結(jié)合下表可知，火星與太陽之間的平均距離約為( ）,A.1.2 億千米 B.2.3 億千米 C.4.6 億千米 D.6.9 億千米,25,解析：選B.由題意可知，行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時，滿足 常數(shù)，設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)半徑分別為T1、r1，火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)半徑分別為T2、r2，則 代入數(shù)據(jù)得，r22.3億千米,26,1. 開普勒第一定律,:

9、所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都 是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。,2. 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(nèi)掃過相等的面積。,3. 開普勒第三定律:,所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。,k 的大小與行星無關(guān).,27,1下列說法正確的是 ( ) A.地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動 B.太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運(yùn)動 C.太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動 D.“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現(xiàn)在看來都是不正確的,D,28,2. 太陽系的幾個行星中，與太陽之間的平均距離越 大的行星，它繞太陽公轉(zhuǎn)一周所用的時間（ ） A.越長 B.越短 C.相等 D.無法判斷,A,29,3.“神舟十號”沿半徑為R的圓周軌道繞地球運(yùn)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