高中物理万有引力与航天行星运动新人教.pptx

内容索引自主预习梳理 重点知识探究 当堂达标检测第1页/共25页自主预习梳理第2页/共25页1.地心说(1)是宇宙的中心，是静止不动的；(2)太阳、月亮以及其他行星都绕 运动；(3)地心说的代表人物是古希腊科学家 .2.日心说(1)是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做 ；(2)地球是绕 旋转的行星；月球是绕 旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；一、两种对立的学说一、两种对立的学说地球地球托勒密太阳匀速圆周运动太阳地球第3页/共25页(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象；(4)日心说的代表人物是 .3.局限性都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家 的观测数据不符.哥白尼匀速圆周第谷第4页/共25页1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在_ 上.2.第二定律：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 .3.第三定律：所有行星的轨道的 跟它的 的比值都相等.其表达式为 ，其中a是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星 (填“有关”或“无关”)的常量.椭圆 椭圆的一个焦点相等的面积半长轴的三次方 公转周期的二次方无关二、开普勒三定律二、开普勒三定律第5页/共25页1.判断下列说法的正误.(1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动.()(2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.()(3)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.()(4)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.()(5)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.()(6)在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.()即学即用即学即用第6页/共25页2.如图1所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在A点的速率_在B点的速率.大于图1第7页/共25页重点知识探究第8页/共25页一、对开普勒定律的理解1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题.行星的轨道都是椭圆，如图2所示，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图3所示，即所有轨道都有一个共同的焦点太阳.因此开普勒第一定律又叫轨道定律.图2图3第9页/共25页2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题.(1)如图4所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SASB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.因此开普勒第二定律又叫面积定律.(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小.图4第10页/共25页3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题.(1)如图5所示，由 k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律.常数k与行星无关，只与太阳有关.(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常数k与卫星无关，只与地球有关，也就是说k值大小由中心天体决定.图5第11页/共25页例例1(多选)关于行星绕太阳运动的说法正确的是A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直答案解析第12页/共25页例例2(多选)关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时 速率小C.卫星离地球越远，周期越大D.同一卫星绕不同的行星运动，的值都相同答案解析第14页/共25页二、行星运动的近似处理由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以这样表述：(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)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二次方的比值都相等，第16页/共25页例例3长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r119 600 km，公转周期T16.39天.2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r248 000 km，则它的公转周期T2最接近于A.15天 B.25天C.35天 D.45天解析答案第17页/共25页开普勒第三定律揭示的是不同行星运动快慢的规律，应用时要注意以下两个问题：(1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立.(2)明确题中给出的周期关系或半径关系之后，根据开普勒第三定律列式求解.总结提升总结提升第18页/共25页针针对对训训练练木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为A.2天文单位 B.4天文单位C.5.2天文单位 D.12天文单位答案解析设地球与太阳的距离为r1，木星与太阳的距离为r2，所以r25.2r15.2天文单位，选项C正确.第19页/共25页当堂达标检测第20页/共25页a代表行星椭圆运动的半长轴，选项B错误；T代表行星绕太阳运动的公转周期，选项C错误，D正确.1.(对开普勒第三定律的认识)(多选)开普勒关于行星运动规律的表达式为 k，以下理解正确的是A.k是一个与行星无关的常量B.a代表行星的球体半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星绕太阳运动的公转周期答案解析123第21页/共25页2.(开普勒第二定律的应用)如图6所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动图6答案123第22页/共25页3.(开普勒第三定律的应用)1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献.若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看做匀速圆周运动，它们的运行轨道如图7所示.已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为解析图7答案123第23页/共25页感谢您的欣赏感谢您的欣赏第25页/共25页