【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

太阳系太阳系第七章第七章 万有引力与宇宙航行万有引力与宇宙航行7.1 行星的运动一、探究“地心说”与“日心说”:1 1、“地心说地心说”的基本观点是什么？的基本观点是什么？2 2、“日心说日心说”的基本观点是什么？的基本观点是什么？3 3、“日心说日心说”为什么能战胜为什么能战胜“地心说地心说”？试举例说明试举例说明4 4、“日心说日心说”的观点是否绝对正确的观点是否绝对正确？zxxk3一、行星运动的两种学说一、行星运动的两种学说地心说地心说观点观点:地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动。地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动。地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动。地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动。（符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教关于地球是宇宙的中心的说法）符合宗教关于地球是宇宙的中心的说法）4一、行星运动的两种学说一、行星运动的两种学说2.日心说日心说代表人物代表人物:哥白尼哥白尼观点观点:太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球及其它行星都绕太阳运动。太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球及其它行星都绕太阳运动。太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球及其它行星都绕太阳运动。太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球及其它行星都绕太阳运动。“日心说日心说”所以能够战胜所以能够战胜“地心说地心说”是因为好多是因为好多“地心说地心说”不能解释的现象不能解释的现象“日心说日心说”则能说明，就是说则能说明，就是说“日心说日心说”比比“地心说地心说”更科学、更接近事实。例如：更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而同，冷暖不同，而“日心说日心说”则能说明这种情况；白昼则能说明这种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。真理最终战胜了谬误：1、丹麦天文学家第谷的探索:二、对天体运动进一步的研究 在哥白尼之后，第谷连续在哥白尼之后，第谷连续2020年年对行星的位置进行了较仔细的测对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们把测量天体位在第谷之前，人们把测量天体位置的误差从置的误差从1010，减小到，减小到22。得出。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。型。2、德国天文学家开普勒的研究：二、对天体运动进一步的研究第谷二十年的精心观测开普勒（德国）开普勒研究第谷数据发现行星轨道为椭圆总结出开普勒三定律 开普勒三定律开普勒三定律9三三.开普勒的研究过程：开普勒的研究过程：探究：探究：行星绕太阳运动的轨道是什么形状行星绕太阳运动的轨道是什么形状？地地球球思考：如果是圆，秋冬时间与春夏时间应该相等，实际上不等。假设运动轨迹为椭圆，能解释秋冬时间为什么比春夏时间短。19:3810四四.开普勒的行星运动定律：开普勒的行星运动定律：（一）开普勒第一定律（一）开普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，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。太阳处在椭圆的一个焦点上。焦点焦点太阳太阳焦点焦点1.内容：内容：(轨道定律轨道定律)开普勒开普勒第二定律19:3812（二）开普勒第二定律（二）开普勒第二定律 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积的面积。1.内容：内容：（面积定律）（面积定律）行星轨道焦点太阳如图所示，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，即行星的速率近日点、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，在远日点速度。越长越大最大最小行星运行的速度变化有什么规律呢?开普勒第三定律开普勒第三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。记为F2F1地球半长轴a ak是一个只与中心天体有关的物理量k是一个对所有行星都相同的常量（周期定律）注意：不仅适用于以太阳为中心天体的运动,而且也适用于以地球或其他星体为中心天体的运动。表达式：r3T2=k行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等。总体来说，就是将椭圆运动变为匀速圆周运动来处理，对应的半长轴即为圆的半径。理想化处理理想化处理实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按照圆轨道处理。1.(1.(多多选选)关于开普勒行星运动的公式关于开普勒行星运动的公式 ，以下理解正，以下理解正确的是确的是()A.A.k k 是一个与行星无关的量是一个与行星无关的量B.B.T T 表示行星运动的表示行星运动的自转自转周期周期C.C.T T 表示行星运动的表示行星运动的公转公转周期周期D.D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 a a地地，周，周 期为期为 T T地地；月球绕地球运转轨道的半长轴为；月球绕地球运转轨道的半长轴为 a a月月，周期为，周期为 T T月月。则。则AC随堂练：随堂练：针对训练针对训练1地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法正确的是()A地球位于月球运行轨道的中心B地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度C地球与月球公转周期平方之比等于它们轨道半长轴立方之比D相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积解解析析：根根据据开开普普勒勒第第一一定定律律知知，地地球球位位于于月月球球椭圆运运行行轨道道的的一一个个焦焦点点上上，A错误；根根据据开开普普勒勒第第二二定定律律，地地球球和和太太阳阳的的连线在在相相等等时间内内扫过的的面面积相相等等，所所以以地地球球在在近近日日点点的的运运行行速速度度大大于于其其在在远日日点点的的运运行行速速度度，B正正确确；根根据据开开普普勒勒第第三三定定律律知知，所所有有行行星星轨道道的的半半长轴的的三三次次方方跟跟公公转周周期期的的二二次次方方的的比比值都都相相等等，但但地地球球与与月月球球不不是是绕同同一一个个星星球球运运动，不不满足足这一一结论，C错误；根根据据开开普普勒勒第第二二定定律律知知，对任任意意一一个个行行星星而而言言，太太阳阳与与行行星星的的连线在在相相等等时间内内扫过的的面面积相相等等，但但地地球球与与月月球球不不是是绕同同一个星球运一个星球运动，不，不满足足这一一结论，D错误。答案：答案：B大本P54答案：答案：AC大本P55针对训练针对训练1为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为()A21B41C81 D161答案：答案：C大本P55开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律。1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，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相等的面积。（在远日点速度慢，在近日点速度快。）3、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三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。表达式：a半长轴，T是周期，k是一个只与中心天体有关的物理量。课堂小结课堂小结