黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理 第六章万有引力与航天 1 行星的运动课件 新人教必修2.ppt

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1、第六章第六章 万有引力定律万有引力定律2021/8/11 星期三11 1、地心说、地心说代表人物代表人物：托勒密：托勒密观点观点：地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球亮以及其他行星都绕地球运动。运动。科学的足迹科学的足迹2021/8/11 星期三22 2 2 2、日心说、日心说、日心说、日心说 认为太阳是宇宙的中心，并认为太阳是宇宙的中心，并且是静止不动的，地球和其他行且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动。日心说最早于星都绕太阳转动。日心说最早于十六世纪，由波兰天文学家哥白十六世纪，由波兰天文学家哥白尼提出。尼提出。哥白尼

2、认为，地球不是宇宙哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，一年的周期阳才是宇宙的中心，一年的周期是地球每年绕太阳公转一周的反是地球每年绕太阳公转一周的反映。映。2021/8/11 星期三33 3、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善(1)天才观察者天才观察者：(2)第谷第谷布拉赫布拉赫科学的足迹科学的足迹 经过经过20年对行星位置的观测把天体年对行星位置的观测把天体位置测量的误差由位置测量的误差由10/减少到减少到2/第 谷（丹麦）2021/8/11 星期三4n(2)开普勒：（德国天文学家）开普勒：（德国天文学家）n 真理超出希望真理

3、超出希望3 3、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善科学的足迹科学的足迹开普勒行星运动三定律开普勒行星运动三定律2021/8/11 星期三5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2021/8/11 星期三6 开普勒三定律开普勒三定律2021/8/11 星期三7 所有的行星围绕太阳运动的轨道所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在所在椭圆的一个焦点是椭圆，太阳处在所在椭圆的一个焦点上。上。开普勒第一定律开普勒第一

4、定律（轨道定律）（轨道定律）2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9八大行星围绕太阳的运动八大行星围绕太阳的运动2021/8/11 星期三10（面积定律）（面积定律）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=tCD CD=tEK EK，则sABAB=sCD CD=sEKEK 开普勒第二定律开普勒第二定律SEKABCDEKSABSCD2021/8/11 星期三11对任意一个行星来说，它与太阳的连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相等的面积。线在相等的时间内扫过

5、相等的面积。远处速远处速度慢度慢近处速近处速度快度快2021/8/11 星期三12开普勒第三定律开普勒第三定律(周期定律周期定律)所有行星的椭圆轨道的半长所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。次方的比值都相等。表达式：表达式：R R3 3T T2 2=k=k半长轴半长轴行星绕太阳公转行星绕太阳公转的周期的周期2021/8/11 星期三13ABC半半短短轴轴半长轴半长轴R太阳太阳2021/8/11 星期三14小结：小结：开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在

6、大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近

7、日点速内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。即有即有即有即有:RR1 13 3/RR2 23 3=T=T1 12 2/T T2 22 2注意注意注意注意:k:k:k:k的大小与行星无关，的大小与

8、行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。或或或或:R R3 3/T/T2 2=k=k行星轨道行星轨道焦点焦点太阳太阳短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴太阳太阳2021/8/11 星期三15在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值只不过比值只不过比值只不过比值R R R R3 3 3 3/T/T/T/T2 2 2 2=k=k=k=k大小由

9、行星决定。大小由行星决定。大小由行星决定。大小由行星决定。行星轨道都是椭圆，但与圆近似，故计行星轨道都是椭圆，但与圆近似，故计行星轨道都是椭圆，但与圆近似，故计行星轨道都是椭圆，但与圆近似，故计算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。道的圆心处。道的圆心处。道的圆心处。开普勒定律开普勒定律开普勒定律开普勒定律的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现万有万有万有万有引力定律引力定律引力定律引力定律打下了坚实的基础打下了坚实的基础打下了坚实的基础打下了坚实的基础2021/8/11 星期三16例题一：n木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨道半长轴约为地球绕太阳半长轴的几倍?2021/8/11 星期三17n某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3,则卫星运行的周期大约是多少?跟踪练习：2021/8/11 星期三18