高一物理《必修2》61行星的运动_人教版.ppt

1.1.阅读教材，了解人类对行星运动规律的认识阅读教材，了解人类对行星运动规律的认识 历程历程2.2.通过学习知道开普勒行星运动规律，通过学习知道开普勒行星运动规律，3.3.对比了解开普勒第三定律中对比了解开普勒第三定律中k k的大小只与中的大小只与中心天体有关心天体有关1 1 1 1行星的运动行星的运动学习目标学习目标在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？你能不能谈谈这两种学说的主要观点？你能不能谈谈这两种学说的主要观点？你能不能谈谈这两种学说的主要观点？你能不能谈谈这两种学说的主要观点？思考地心说地心说 托托 勒勒 密密日心说日心说 哥白尼哥白尼 16 16世纪，波兰天世纪，波兰天世纪，波兰天世纪，波兰天文学家哥白尼根据天文学家哥白尼根据天文学家哥白尼根据天文学家哥白尼根据天文观测的大量资料经文观测的大量资料经文观测的大量资料经文观测的大量资料经过过过过4040多年的天文观测多年的天文观测多年的天文观测多年的天文观测和潜心研究，提出和潜心研究，提出和潜心研究，提出和潜心研究，提出“日心体系日心体系日心体系日心体系”宇宙图景。宇宙图景。宇宙图景。宇宙图景。日心说日心说 哥白尼雕哥白尼雕哥白尼雕哥白尼雕像像像像观点观点观点观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在太阳是静止不动的，地球和其他行星都在太阳是静止不动的，地球和其他行星都在太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。绕太阳做匀速圆周运动。绕太阳做匀速圆周运动。绕太阳做匀速圆周运动。天才的观察家天才的观察家：第谷第谷布拉赫布拉赫 把天体位置测量的误差由把天体位置测量的误差由10/减减少到少到2/日心说的进一步完善日心说的进一步完善第第第第 谷（丹麦）谷（丹麦）谷（丹麦）谷（丹麦）第第第第 谷（丹麦）谷（丹麦）谷（丹麦）谷（丹麦）开普勒（德国）开普勒（德国）开普勒（德国）开普勒（德国）毕生的精心观测记录毕生的精心观测记录 8的误差的误差 否定否定19 种假设种假设行星运动规律行星运动规律行星运动规律行星运动规律是匀速圆是匀速圆是匀速圆是匀速圆周运动周运动周运动周运动?怎么回事怎么回事怎么回事怎么回事呢呢呢呢 所所有的行星围绕太阳运动的轨有的行星围绕太阳运动的轨道道是是椭椭圆，圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上太阳处在所有椭圆的一个焦点上。（轨道定（轨道定律）律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。的时间内扫过相等的面积。的时间内扫过相等的面积。的时间内扫过相等的面积。FF（面积定律）（面积定律）FF 问题问题问题问题2 2：由于行星的轨道不是圆，行星距太阳的距：由于行星的轨道不是圆，行星距太阳的距：由于行星的轨道不是圆，行星距太阳的距：由于行星的轨道不是圆，行星距太阳的距离在不断变化，那么行星的运行速度如何变化呢？离在不断变化，那么行星的运行速度如何变化呢？离在不断变化，那么行星的运行速度如何变化呢？离在不断变化，那么行星的运行速度如何变化呢？离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。的公转周期的二次方的比值都相等。的公转周期的二次方的比值都相等。的公转周期的二次方的比值都相等。a aF FF F地球地球地球地球表达式：表达式：a3 3T2 2=k半长轴半长轴半长轴半长轴 行星绕太阳行星绕太阳 公转的周期公转的周期(周期定律周期定律)问题问题3：比值：比值k取决于什么因素？取决于什么因素？行星行星半长轴半长轴(106km)公转周期公转周期(天天)K值值水星水星57.987.93.361018金星金星108.2224.73.361018地球地球149.6365.03.371018火星火星227.9693.5木星木星778.04307.0土星土星1472.010767.5天王星天王星2870.030660.0海王星海王星4496.060152.0同步卫星同步卫星0.04241.0月球月球0.384427.33.3010183.4010183.6910183.3710183.3610181.0210131.021013比值比值比值比值k k是与行星无关而只与太阳有关的恒量是与行星无关而只与太阳有关的恒量是与行星无关而只与太阳有关的恒量是与行星无关而只与太阳有关的恒量.第一定律：第一定律：第一定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上.第二定律：第二定律：第二定律：第二定律：对于每一个行星，太阳和行对于每一个行星，太阳和行对于每一个行星，太阳和行对于每一个行星，太阳和行星的星的星的星的连线连线连线连线在相等的时间内扫过的面积相等在相等的时间内扫过的面积相等在相等的时间内扫过的面积相等在相等的时间内扫过的面积相等.第三定律：第三定律：第三定律：第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等a aF FF F 由于大多数行星绕太阳的运动的轨道很由于大多数行星绕太阳的运动的轨道很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理。接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理。那么，此时开普勒定律如何描述呢？那么，此时开普勒定律如何描述呢？1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；2、行星做匀速圆周运动；、行星做匀速圆周运动；3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的 比值都相等。比值都相等。注意注意年份年份春分春分夏至夏至秋分秋分冬至冬至20083/206/219/2212/2120093/206/219/2312/2220103/216/219/2312/22冬半年比夏半年时间短冬半年比夏半年时间短冬半年比夏半年时间短冬半年比夏半年时间短93天天94天天90天天88天天地地地地球球球球思考思考 在冬半年时地球离太阳近，速度快！在冬半年时地球离太阳近，速度快！一、地心说与日心说一、地心说与日心说地球是中心地球是中心太阳是中心太阳是中心宇宙无限宇宙无限（科学精神推动了认识发展）（科学精神推动了认识发展）二、行星运动定律二、行星运动定律1、轨道定律：椭圆、轨道定律：椭圆2、面积定律、面积定律3、周期定律：、周期定律：R 3/T2=k（K是一个只与是一个只与中心中心天体质量有关的物理量）天体质量有关的物理量）小结小结 在太阳系八大行星中，海王星离太在太阳系八大行星中，海王星离太阳阳“最远最远”，绕太阳运动的公转周期最，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？长，对吗？思考关于行星的运动以下说法正确的关于行星的运动以下说法正确的A行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D海王星离太阳海王星离太阳“最远最远”，公转周期就最长，公转周期就最长练习练习练习练习对于开普勒第三定律的表达式对于开普勒第三定律的表达式 =k的理解正确的理解正确的是的是 A.k与与a3成正比成正比B.k与与T2成反比成反比C.k值是与值是与a和和T无关的值无关的值 D.k值只与中心天体有关值只与中心天体有关