7.1行星的运动课件 （21张PPT）.pptx

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1、明月几时有？把酒问青天明月几时有？把酒问青天。不知天上宫阙不知天上宫阙，今夕是何年。，今夕是何年。仰仰望望星星空空，遐遐想想无无限限。天天体体的的运运行行是否有是否有规律规律可循呢可循呢？第第1 1节节 行星的运动行星的运动第七章 万有引力与宇宙航行一、两种学说及局限性一、两种学说及局限性1、地心说、地心说代代表人表人物（物（托托 勒勒 密）密）内容：内容：地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动一切行星围绕地球做圆周运动。2 2、日心说、日心说代表人物（代表人物（哥白尼哥白尼）内容：太内容：太阳是宇宙的中心阳是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动

2、,一切行星都围绕太阳运动。一切行星都围绕太阳运动。3 3、两种学说的不足之处、两种学说的不足之处地心说是错误的，日心说相对正确，但是不完善的。地心说是错误的，日心说相对正确，但是不完善的。日心说认为日心说认为“天体的运动时匀速圆周运动天体的运动时匀速圆周运动”，这这些与事实不符合。些与事实不符合。二、二、开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律所所有有的行星围绕太阳运动的的行星围绕太阳运动的轨道轨道都是都是椭圆椭圆，太阳处在所有椭圆的一个，太阳处在所有椭圆的一个焦点焦点上上。（。（同一个中心天体同一个中心天体）1.开普勒第一定律：（1）太阳并不是位于太阳并不是位于椭圆中心，而是位中心，而是位于其中

3、一个焦点上，存在近日点和于其中一个焦点上，存在近日点和远日点。日点。（2）不同行星不同行星轨道不同道不同，绕中心天体运中心天体运动的半的半长轴不同，但不同，但所有所有轨道的焦点重合道的焦点重合。（3）开普勒是在）开普勒是在总结了第谷数据的基了第谷数据的基础上，上，总结出了天体物体的运出了天体物体的运动规律，但未能律，但未能找出原因。找出原因。【轨道定律】二、二、开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律对于任意一个行于任意一个行星（星（环绕同一个中同一个中心天体心天体）而）而言，它和言，它和太太阳阳(中心天中心天体体）的的连线在在相等的相等的时间内内扫过的的面面积相等相等。2.开普勒第二定律：【面积

4、定律】【典典例例1 1】如图所如图所示，示，某行星沿椭圆轨道运某行星沿椭圆轨道运行，行，远日点离太阳的远日点离太阳的距离为距离为a a，近日点离太阳的距离为，近日点离太阳的距离为b b，过远日点时行星的速率为，过远日点时行星的速率为v va a，则过近日点时行星的速率为则过近日点时行星的速率为()典例分析典例分析C春夏两季春夏两季（186天）天）比秋比秋冬两季冬两季（179天）天）要要长。你你认为春夏春夏两季的两季的时间长还是是秋冬秋冬两季的两季的时间长？【学以致用【学以致用】二、二、开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律所有所有行行星绕星绕同一个中心天体同一个中心天体时，轨时，轨道的道的半长轴

5、的半长轴的三次方三次方跟跟它它的的公转公转周期周期的的二次二次方方的比都相等。的比都相等。3.开普勒第三定律：备备注：注：(1(1)第第三定律三定律也适用也适用于其于其他环绕系统他环绕系统，不同的环绕系统，不同的环绕系统，k k值不同值不同。(2)2)k k值值与环绕天体与环绕天体无关无关，仅与，仅与中中心天心天体的质量有关体的质量有关。（3 3）半长轴越大，则周期越大，线速度、角速度、向心加速度越小。反之成立。）半长轴越大，则周期越大，线速度、角速度、向心加速度越小。反之成立。（4 4）环绕同一中心天体，）环绕同一中心天体，不同环绕星体速度关系不同环绕星体速度关系：【周期定律】行星运行星运动

6、的近似的近似处理方法理方法1.行星行星绕太阳运太阳运动的的轨道是道是椭圆，近，近似似为圆，太阳，太阳处于于圆心心。2.行星行星绕太太阳可以做阳可以做匀速匀速圆周运周运动处理。理。3.所有行星所有行星轨道道半径半径的三次方与它的公的三次方与它的公转周期的二次方的比周期的二次方的比值都相等，都相等，即即4、开普勒三定律是开普勒在研究第谷数据的基、开普勒三定律是开普勒在研究第谷数据的基础上，上，总结出了天体运出了天体运动的的规律，但没有找出原因；但律，但没有找出原因；但为牛牛顿发现万有引力万有引力定律提供了基定律提供了基础。【典例典例2】（2020湖南长沙市湖南长沙市长郡中学）如图所示，火星和地球长

7、郡中学）如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其都在围绕着太阳旋转，其运运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（）定律可知（）A太阳位于地球运行轨道的中心太阳位于地球运行轨道的中心B地球靠近太阳的过程中，运行速率减小地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大的面积逐渐增大D火星绕太阳运行一周的时间比地球的长火星绕太阳运行一周的时间比地球的长典例分析典例分析【正确正确答案】答案】D【典典例例3】若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略认为时园，各星球若将八

8、大行星绕太阳运行的轨迹粗略认为时园，各星球半径和轨道半径如下图所示，从表中所给数据可以估算海王星的的半径和轨道半径如下图所示，从表中所给数据可以估算海王星的的公转周期最接近公转周期最接近（）A、80年年 B、120年年 C、165年年 D、200年年1061011【典例典例4】（2021全国高一课时练习）全国高一课时练习）（多选）（多选）下列对开普勒第三定下列对开普勒第三定律律 的理的理解，正确的是解，正确的是()AT表示行星的自转周期表示行星的自转周期Bk是一个仅与中心天体有关的常量是一个仅与中心天体有关的常量C该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动该定律既适用于行星绕太阳

9、的运动，也适用于卫星绕行星的运动D若地球绕太阳运转的半长轴为若地球绕太阳运转的半长轴为a1，周期为，周期为T1，月球绕地球运转的，月球绕地球运转的半长轴为半长轴为a2，周期为，周期为T2，由开普勒第三定律可得，由开普勒第三定律可得典例分析典例分析【正确正确答案】答案】BC【典典例例5】(2018全国全国卷卷)为了探测引力波，为了探测引力波，“天琴计划天琴计划”预计发预计发射地球卫星射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的的轨道半径约为地球半径的4倍。倍。P与与Q的周期之比约为（）的周期之比约为（）A.2 1

10、B.4 1 C.8 1 D.16 1典例分析典例分析【正确正确答案】答案】C13【典典例例6】【典典例例7】飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率 降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？在天体运动的问题中，我们常遇到一些这在天体运动的问题中，我们常遇到一些这样的问题。比如，样的问题。比如，A A、B B两天体都绕同一中两天体都绕同一中心天体做圆周运动，某时刻心天体做圆周运动，某时刻A A、B B相距最近相距最近，问问A A、B B下一次下一次相距最近或最

11、远相距最近或最远需要多少时需要多少时间，或间，或“至少至少”需要多少时间等问题。需要多少时间等问题。三三/、天体的追及与相遇、天体的追及与相遇 而对于此类问题的解决和我们在直线运动中的追及相遇问题在思维有上而对于此类问题的解决和我们在直线运动中的追及相遇问题在思维有上一些相似的地方，故我们也常说成一些相似的地方，故我们也常说成“天体的追及与相遇天体的追及与相遇 ”。B在同侧在同侧，此，此时相时相距最近距最近。经时经时间间t t二二者再转到者再转到同侧同侧时再次相时再次相距距最最近近情形一：情形一：相距最相距最近与最远近与最远或或B或或运转方向相运转方向相同时同时初在同侧初在同侧，此，此时相时相

12、距最近距最近。经时经时间间t t二二者再转到者再转到同侧同侧时再次相时再次相距距最最近近情形二：情形二：相距最相距最近与最远近与最远或或B或或运转方运转方向向相反相反时时总结与拓展总结与拓展备注注.轨道平面不重合道平面不重合时，两天体只有在同一，两天体只有在同一时刻位于中心天刻位于中心天体同一体同一侧的同一直的同一直线上上时发生相遇。生相遇。【典例典例8】（多选）多选）20152015年年2 2月月7 7日，木星发生日，木星发生“冲日冲日”现象。现象。“木星冲日木星冲日”是指是指木星和太阳正好分处地球的两侧，三者成木星和太阳正好分处地球的两侧，三者成一条直线一条直线。木星和地球绕太阳。木星和地

13、球绕太阳公转的方公转的方向相同向相同，公转轨迹都近似为圆。设木星公转半径为，公转轨迹都近似为圆。设木星公转半径为R R1 1，周期为，周期为T T1 1；地球公转半径；地球公转半径为为R R2 2，周期为，周期为T T2 2，且木星比地球离太阳更远，且木星比地球离太阳更远，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A B BC C“木星冲日木星冲日”这一天象的发生周期为这一天象的发生周期为D D“木星冲日木星冲日”这一天象的发生周期为这一天象的发生周期为典例分析典例分析【正确答案】【正确答案】BD相遇相遇题型型相距相距最近最近典例分析典例分析【典例典例9】20192019年年9 9月月1212

14、日，我国在太原卫星发射中心又一次日，我国在太原卫星发射中心又一次“一箭三星一箭三星”发射成发射成功。现假设三颗星功。现假设三颗星a a、b b、c c均在赤道平面上空绕地球做匀速圆周运动，其中均在赤道平面上空绕地球做匀速圆周运动，其中a a、b b转转动方向与地球自转方向相同动方向与地球自转方向相同，c c转动方向与地球自转动方向与地球自转方向相反转方向相反，a a、b b、c c三颗星的三颗星的周期分别为周期分别为Ta=6hTa=6h、Tb=24hTb=24h、Tc=12hTc=12h，某一时刻三个卫星位置如图所示，从该时刻，某一时刻三个卫星位置如图所示，从该时刻起，下列说法正确的是（）起，下列说法正确的是（）A Aa a、b b每经过每经过4h4h相距最近一次相距最近一次B Ba a、b b经过经过8h8h第一次相距最远第一次相距最远C Cb b、c c经过经过4h4h第一次相距最远第一次相距最远D Db b、c c每经过每经过8h8h相距最近一次相距最近一次【正确答案】【正确答案】CD相相距距最近、最最近、最远（同向与反向）（同向与反向）典例分析典例分析