高中物理必修2_第六章第一节___《_行星的运动》课件.pptx

第六章万有引力与航天第六章万有引力与航天 第一第一节节 行星的运动行星的运动思考：思考：1.古代人对天体运动存在哪些看法？古代人对天体运动存在哪些看法？2.“地心说地心说”和和“日心说日心说”的观点分别是什么的观点分别是什么？3.哪种学说统治时间更长？为什么哪种学说统治时间更长？为什么?地心说地心说地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。）进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密的托勒密的“地心说地心说”体系体系地心模型地心模型亚里士多德地心模型地心模型日心说日心说哥白尼的哥白尼的“日心说日心说”体系体系约在公元前约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼（波兰的哥白尼（1473-1543）。）。日心说模型日心说模型哥白尼雕像（加沙）哥白尼雕像（加沙）哥哥白白尼尼观观测测用用的的天天文文仪仪器器十六世纪十六世纪“日心说日心说”创立之前的一千多年中，创立之前的一千多年中，“地心说地心说”一直占统治地位，并长期为教会一直占统治地位，并长期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高天，也就是所利用，宣称恒星天上面是最高天，也就是天神的住所。由于这一学说没有反映行星运天神的住所。由于这一学说没有反映行星运动的本质，经不起长时间的观测检验，后来动的本质，经不起长时间的观测检验，后来为哥白尼为哥白尼“日心说日心说”所推翻。所推翻。地心说：地心说：日心说：日心说：地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心。地球是静止不动的，。地球是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教地球是宇宙的中心的说法。符合宗教地球是宇宙的中心的说法。太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳转动太阳转动。地心说统治很长时间的原因：地心说统治很长时间的原因：思考：思考：“日心说日心说”的观点绝对正确吗？的观点绝对正确吗？第谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测8分的误差分的误差 否定否定19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动怎么回事怎么回事呢呢？潜心研究潜心研究 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，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。太阳处在所有椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律开普勒第一定律（轨道定律）（轨道定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。相等的时间内扫过相等的面积。若tABAB=tCDCD=tEKEK，则sABAB=sCDCD=sEKEK开普勒第二定律开普勒第二定律（面积定律）（面积定律）开普勒第二定律（图）开普勒第二定律（图）太阳远日点a近日点bt1t4t3t2vbva（周期定律）（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转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。周期的二次方的比值都相等。即：R3/T 2=k开普勒第三定律开普勒第三定律K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量R太阳系九大行星绕太阳运动的情景九大行星绕太阳运动的情景 中学阶段对行星运动的研究（圆周）中学阶段对行星运动的研究（圆周）将椭圆运动简化为圆周运动，则有：1、多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。2、对某行星而言，它绕太阳做为圆周运动的角速度不变，即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平方成的比值都相等。课堂小结课堂小结二、开普勒行星运动三定律（椭圆）二、开普勒行星运动三定律（椭圆）1、第一定律（轨道定律）、第一定律（轨道定律）2、第二定律（面积定律）、第二定律（面积定律）三三、中学阶段行星运动三定律（圆）、中学阶段行星运动三定律（圆）3、第三定律（周期定律）、第三定律（周期定律）R 3/T2=k（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）是一个只与中心天体质量有关的物理量）1、地球是中心、地球是中心太阳及所有天体绕地球做圆周运动。太阳及所有天体绕地球做圆周运动。2、太阳是中心、太阳是中心所有行星绕太阳做圆周运动。所有行星绕太阳做圆周运动。一、地心说与日心说一、地心说与日心说例题例题例例1、九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，、九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径的大小如下表所示：各星球半径和轨道半径的大小如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星星球半径(106m)2.446.056.373.4071.560.325.624.81.15轨道半径(1011m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.059.1从表中所立数据可以估算出冥王星的公转周期最接近于（）A.4年B.40年C.140年D.240年提示提示 从表格中查得冥王星和地球的轨道半径，应用开普勒第三定律求解。从表格中查得冥王星和地球的轨道半径，应用开普勒第三定律求解。解析解析 根据开普勒第三定律有，从表格中查得，故冥王星的公转周期，正确选项为D。图12ABRvAvB例例2 某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳的距离为r，远日点B到太阳的距离为R。若行星经过近日点时的速度为vA，求该行星经过远日点时的速度vB的大小。提示提示 应用开普勒第二定律求解。应用开普勒第二定律求解。解析解析 根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。如图根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。如图72所示，分别以近日点A和远日点B为中心，取一个很短的时间t，在该时间内扫过的面积如图中的两个曲边三角形所示。由于时间极短，可把这段时间内的运动看成匀速率运动，从而有。所以，该行星经过远日点时的速度大小为。巩固练习l太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨道半径比为R1：R2=2：1，他们的质量比为M1：M2=4：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2？解：