【物理】行星的运动课件 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

1 行星的运动第七章 万有引力与宇宙航行2交流讨论一、古代对天体运动认识上的两种学说1、古代人们对天体运动存在哪些学说？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？代表人物各是谁？3、从地心说到日心说都遇到了哪些困难？当时科学家是怎么想的?这些困难是如何得到解决的？4.“日心说”的观点是否正确？3托勒密托勒密地心说地心说地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动梳理梳理深化深化一、古代对天体运动认识上的两种学说4太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。一、古代对天体运动认识上的两种学说日心说日心说5(3)内容：他假设地球并不是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.(4)代表人物：哥白尼(1)日心说提出的背景：在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体。(2)哥白尼的推测：是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周(5)哥白尼日心说的进步：行星运动的描述简单了，地心说遇到的问题解决了一、古代对天体运动认识上的两种学说6日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善。因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进。一、古代对天体运动认识上的两种学说71、开普勒为何认为行星的运动不是完美、和谐的匀速圆周运动，他得到了什么结论？二、开普勒定律第谷第谷（丹麦）（丹麦）四年多的刻苦计算二十年的精心二十年的精心观测观测750750多颗星的观测多颗星的观测记录记录几千个几千个数据数据8 8 的偏差的偏差 否定否定1919种种假设假设误差仅为误差仅为22？行星轨道行星轨道是椭圆的是椭圆的进行了进行了7070多次多次尝试尝试开普勒（德国）开普勒（德国）交流讨论82.做一做“绘制椭圆”减小焦点间的距离，椭圆有什么变化圆用图钉和细绳绘制椭圆二、开普勒定律9开普勒开普勒轨道定律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开普勒第一定律(1609年)二、开普勒定律10面积定律离太阳越近，速率越大二、开普勒定律开普勒第二定律(1609年)开普勒开普勒对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上,行星在远日点的速率与在近日点的速率，哪个速率大？11周期定律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二、开普勒定律开普勒第三定律开普勒开普勒12k 是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，k的大小与行星无关，只与中心天体有关1.a 指椭圆轨道的半长轴，T 指行星运动的周期公式表述：公式表述：2.k 值与行星的质量有关吗？二、开普勒定律开普勒第三定律13梳理深化1.开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2.开普勒第二定律（面积定律）：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的面积相等。近日点速度最大，远日点速度最小。3.开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。随轨道半径增大，周期增大。二、开普勒定律14 4、注意（1）行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，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（线速度）大小不变，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即。二、开普勒定律15巩固提升例1.（多选）关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星轨道的半长轴越长，自转周期越大C.行星轨道的半长轴越长，公转周期越大D.水星离太阳“最近”，公转周期最短CD二、开普勒定律16例2、从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为()A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:4B二、开普勒定律17练习1、如图所示为行星m绕恒星M运动的示意图，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C二、开普勒定律18练习2、月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，月球的周期大约为27天，应用开普勒定律计算，在赤道平面内，应离地面多少高度，人造卫星可以随地球一起转动，就像停留在天空不动一样。（地球半径为R）【答案】设人造地球卫星的轨道半径为R1，周期为T1。由于卫星在赤道平面内随地球一起转动，相对地球静止，所以卫星绕地球转动的周期必然和地球自转的周期相同，即T1=1d。设月球绕地球运动的轨道半径为R2，地球的半径为R0，则R260R0，设月球绕地球运动的周期为T2，则T227d。由开普勒第三定律得 ，带入数据解得R=6.67R0。卫星在赤道平面内离地面的高度为H=R-R0=5.67R0二、开普勒定律19 练习3、二十四节气中的春分和秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分可以推算从春分到秋分186天，而从秋分到春分则为179天，关于上述自然现象，下列说法正确的是(设两段时间内地球公转的轨迹长度相等)()A.从春分到秋分地球离太阳远 B.从秋分到春分地球离太阳远C.夏天地球离太阳近 D.冬天地球离太阳远A二、开普勒定律20课堂小结行星的运动地心说认识历程日心说行星运动规律开普勒第一定律开普勒第二定律开普勒第三定律高中简化模型后的行星运动规律211.“卡西尼”号飞船在经过近7年的太空旅行后，于美国东部时间2004年7月1日零时12分成功飞入土星轨道，成为进入土星轨道的第一艘人造飞船土星直径为119300km，是太阳系中第二大行星，它表面风速超过1600km/h，土星是太阳系中惟一密度小于水的行星，自转周期只需10h39min，公转周期为29.4年，距离太阳14亿3千2百万公里。土星最引人注目的是环绕着其赤道的巨大光环，在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环外沿直径约为274000km。请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远？【答案】1.501011m课外拓展222.天文学家观察到哈雷彗星的转动周期是75年，离太阳的最近距离是8.91010m，离太阳的最远距离不能被测出试根据开普勒定律估算这个最远距离(一年按365天算，太阳系的开普勒常数k3.3541018 m3/s2)【答案】5.21012m课外拓展