6.1行星运动概述.ppt

6.16.16.16.1行星的运动行星的运动学习目标学习目标1、能复述人类对行星运动规律的认识、能复述人类对行星运动规律的认识历程。历程。2、能说出开普勒行星运动定律及其简、能说出开普勒行星运动定律及其简化描述。化描述。3、能够用开普勒行星定律进行相关计、能够用开普勒行星定律进行相关计算。算。独立自学1、“地心说地心说”的观点是什么？的观点是什么？2、“日心说日心说”的观点是什么？的观点是什么？3、开普勒三定律的内容是什么？为了简化计算，、开普勒三定律的内容是什么？为了简化计算，我们可以行星的椭圆轨道近似看作是圆轨道，这我们可以行星的椭圆轨道近似看作是圆轨道，这时，我们怎样描述行星运动的规律呢？时，我们怎样描述行星运动的规律呢？阅读课本阅读课本P P3232-P-P3333，思考下列问题：，思考下列问题：引导探究一：椭圆的焦点、半长轴和半短轴开普勒开普勒轨轨道道定定律律 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开普勒第一定律开普勒第一定律引导探究二引导探究二开普勒开普勒面面积积定定律律 对于任意一个行星而言，它和太阳的对于任意一个行星而言，它和太阳的联线在相等的时间内扫过相等的面积联线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律开普勒第二定律离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢行星运行的速度变化有什么规律呢?开普勒开普勒周周期期定定律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开普勒第三定律开普勒第三定律开普勒第三定律开普勒第三定律a 指椭圆轨道的半长轴，指椭圆轨道的半长轴，T指行星绕太阳公指行星绕太阳公转运动的周期转运动的周期公式表述：公式表述：探究：探究：行星行星半长轴半长轴(x106km)公转周期公转周期(天天)K值值(m3/s2)水星水星57.987.97金星金星108225地球地球149365火星火星228687木星木星7784333土星土星143010759天王星天王星287030686海王星海王星450060188同步卫星同步卫星0.04241月球月球0.384427.3223.3610183.3510183.3110183.3610183.3710183.3810183.3410183.3710181.0210131.021013k 与什么有关呢？与什么有关呢？结论结论：k值与值与中心中心天体有关，而与天体有关，而与环绕环绕天体无关天体无关 观察观察八八大行星图思考大行星图思考2、金星与地球都在、金星与地球都在绕太阳运转绕太阳运转,那么金星那么金星上的上的一年一年肯定比肯定比365天天短吗短吗?1、海海王星离太阳王星离太阳“最最远远”的行星的行星，绕太阳，绕太阳运动的公转周期最长，运动的公转周期最长，对吗？对吗？行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(106km)轨道半短轴轨道半短轴b(106km)水星水星57.956.7金星金星108.2108.1地球地球149.6149.5火星火星227.9 226.9木星木星778.3777.4土星土星1427.01424.8天王星天王星2882.32879.1海王星海王星4523.94523.8八大行星轨道数据表d d太阳太阳=1.39=1.3910106 6 kmkm行星直径行星直径 d(106km)0.00480.0120.0130.00680.1430.120.00510.0049实际上行星绕太阳的运动实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式那么开普勒三定律的形式又如何？又如何？1.1.行星绕太阳运动的轨行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处道十分接近圆，太阳处在在圆心圆心圆心圆心1.1.所有的行星围绕太阳运所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点处在所有椭圆的一个焦点上上2.2.对于每一个行星而言，对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等太阳和行星的联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3 3.所有行星的轨道的半长所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等二次方的比值都相等2.2.对于某一行星来说，对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度角速度（或线速度大小大小）不变，即行星做不变，即行星做匀速圆匀速圆匀速圆匀速圆周运动周运动周运动周运动3.3.所有行星的轨道的半所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相期的二次方的比值都相等，即等，即R R R R/T/T/T/T=k=k=k=k引导探究三：引导探究三：开普勒三定律的近似描述开普勒三定律的近似描述？练习某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为()当堂诊学当堂诊学【解析】如图611所示，A、B分别表示远日点、近日点，由开普勒第二定律知，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间t，则有：vatavbtb，所以vb va.【答案】C规规律律总结总结：把握开普勒第二定律中太阳和把握开普勒第二定律中太阳和行星的连线在相等的时间里扫过相等的面行星的连线在相等的时间里扫过相等的面积是解题的关键积是解题的关键有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。当堂诊学当堂诊学题型题型2 开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用例例2如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫星如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫星A沿椭圆轨道沿椭圆轨道1运动，卫星运动，卫星B沿圆轨道沿圆轨道2运动，已运动，已知椭圆轨道知椭圆轨道1近地点与地心的距离为近地点与地心的距离为a，远地点，远地点与地心的距离为与地心的距离为b，椭圆轨道，椭圆轨道1在远地点与圆形在远地点与圆形轨道轨道2相切，则两卫星运动的周期之比相切，则两卫星运动的周期之比TA:TB_.当堂诊学当堂诊学规律总结：开普勒第三定律是解决有关天规律总结：开普勒第三定律是解决有关天体运动问题的重要方法，对于圆轨道与椭圆体运动问题的重要方法，对于圆轨道与椭圆轨道同样适用，尤其是涉及与椭圆轨道有关轨道同样适用，尤其是涉及与椭圆轨道有关的问题时更显其优越性；使用时要注意式中的问题时更显其优越性；使用时要注意式中的的a对于圆轨道指轨道半径，对于椭圆轨道对于圆轨道指轨道半径，对于椭圆轨道则指半长轴则指半长轴目标升华通过本节课的学习我们知道通过本节课的学习我们知道1、能复述人类对行星运动规律的认识历程。、能复述人类对行星运动规律的认识历程。2、能说出开普勒行星运动定律及其简化描述。、能说出开普勒行星运动定律及其简化描述。3、能够用开普勒行星定律进行相关计算。、能够用开普勒行星定律进行相关计算。关于关于“日心日心说说”和和“地心地心说说”的一些的一些说说法中，法中，正确的是正确的是()A地球是宇宙的中心，是静止不地球是宇宙的中心，是静止不动动的的B“太阳从太阳从东东方升起，在西方落下方升起，在西方落下”，这说这说明太明太阳阳绕绕地球地球转动转动，地球是不，地球是不动动的的C如果如果认为认为地球是不地球是不动动的的(以地球以地球为为参考系参考系)，行星运行星运动动的描述不的描述不仅仅复复杂杂且且问题问题很多很多D如果如果认为认为太阳是不太阳是不动动的的(以太阳以太阳为为参考系参考系)，则则地球和其他行星都在地球和其他行星都在绕绕太阳太阳转动转动练习1CD 清学练习解析：“太阳从东方升起，在西边落下”，是地球上的人以地球为参考系观察的结果，并不能说太阳绕地球转动，因为运动是相对的，参考系不同，对运动的描述也不同答案：CD关于行星的运动，以下说法正确的是关于行星的运动，以下说法正确的是()A行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C水星的半长轴最短，公转周期最长D海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长练习2解析：根据开普勒第三定律：所有行星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，即a3/T2k.所以行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大；行星轨道的半长轴越短，公转周期就越小，特别注意公转与自转的区别，例如，地球的公转周期为一年，而地球的自转周期为一天答案：BD有一个小行星，质量为m1.001021 kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的4倍，求它绕太阳运动一周所需要的时间练习38年强化补清全品练习卷6.1节宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是()A3年B9年C27年D81年答案：C对于开普勒第三定律的表达式k的理解正确的是()Ak与a3成正比 Bk与T2成反比Ck值是与a和T无关的值 Dk值只与中心天体有关答案：CD变式训练如图所示，有如图所示，有A A、B B两个行星绕同一恒星两个行星绕同一恒星O O沿不同轨沿不同轨道做圆周运动，旋转方向相同道做圆周运动，旋转方向相同A A行星的周期为行星的周期为T T1 1，B B行星的周期为行星的周期为T T2 2，在某一时刻两行星第一次相，在某一时刻两行星第一次相遇遇(即两行星距离最近即两行星距离最近)，则，则()A A经过时间经过时间t tT T1 1T T2 2两行星将第二次相遇两行星将第二次相遇B B经过时间经过时间t t ，两行星将第二次相遇，两行星将第二次相遇C C经过时间经过时间t t ，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远D D经过时间经过时间t t ，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远T1T22（T2T1）BD行星追及问题