【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

托勒密哥白尼两种学说的碰撞地心说地心说日心说日心说第第 谷（丹麦）谷（丹麦）开普勒（德国开普勒（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750750多颗星的观测记录多颗星的观测记录几千个数据几千个数据？行星轨道是椭圆的怎么回事.进行了进行了7070多次尝试多次尝试杰出的天文观测家从数学和谐中寻找宇宙的运行规律数学中的椭圆及相关概念开普勒第一定律（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）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒行星定律不同行星轨道不同，太阳在这些不同行星轨道不同，太阳在这些椭圆轨道的共同焦点上椭圆轨道的共同焦点上。开普勒第二定律（面积定律）：开普勒第二定律（面积定律）：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。开普勒行星定律当行星离太阳比较近时，运动速度比较当行星离太阳比较近时，运动速度比较大，而离太阳比较远时速度比较小；在大，而离太阳比较远时速度比较小；在近日点速度最大，远日点速度最小近日点速度最大，远日点速度最小.春夏两季春夏两季（186186天）天）比秋冬比秋冬两季两季（179179天）天）要长。要长。你认为你认为春夏春夏两季的时间长还是两季的时间长还是秋冬秋冬两季的时间长？两季的时间长？学以致用学以致用学以致用学以致用 K=a3/T2(1024km3/年2）行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(10a(106km)km)公转周期公转周期T(T(年）年）焦距焦距c(10c(106km)km)轨道离心率轨道离心率(e=c/a)(e=c/a)水星水星57.957.90.2410.24111.911.90.2060.206金星金星108.2108.20.6150.6150.760.760.0070.007地球地球149.6149.61.001.002.52.50.0170.017火星火星227.9 227.9 1.881.8821.221.20.0930.093木星木星778.3778.311.8611.8637.337.30.0480.048土星土星1427.01427.029.4629.4679.979.90.0560.056天王星天王星2882.32882.384.084.0135.4135.40.0470.047海王星海王星4523.94523.9164.8164.836.236.20.0080.008八大行星轨道数据表3.343.353.353.353.353.353.353.35看一看开普勒第三定律（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：a a3 3T T2 2=k=k半长轴行星绕太阳公转的周期开普勒行星定律注意：比值注意：比值k k是与行星有关吗是与行星有关吗?行星行星或卫星或卫星中中心心体体半长轴半长轴(x106km)公转周期公转周期(天天)K值值水星水星太太阳阳5787.973.361018金星金星1082253.351018火星火星2286873.361018同步卫星同步卫星地地球球0.042411.021013月球月球0.384427.3221.021013探究K值的决定因素：K是一个只与中心天体中心天体质量有关的物理量开普勒三大定律 (Three Laws)椭圆轨道，焦点为太阳相等时间，面积相等1、多数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。高中阶段对行星运动的近似化研究：典例解析典例解析典例解析典例解析【例题例题1】如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的是（）是（）A太阳处在椭圆的中心太阳处在椭圆的中心B火星绕太阳运行过程中，速率不变火星绕太阳运行过程中，速率不变C土星比地球的公转周期大土星比地球的公转周期大D地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等C典例解析典例解析典例解析典例解析B典例解析典例解析典例解析典例解析C