高中物理 61 行星的運動課件 新人教版必修2.ppt

1行星的運動 1 了解地心說與日心說的主要內(nèi)容和代表人物 2 知道人類對行星運動的認識過程 3 理解并應(yīng)用開普勒三個定律分析問題 在古代 人們對于天體的運動 存在著兩種對立的看法 人們稱為兩種學(xué)說 其對比如表 兩種對立的學(xué)說 地球 地球 地球 太陽 太陽 思考1 地心說和日心說是兩種截然不同的觀點 現(xiàn)在看來這兩種觀點哪一種是正確的 提示 兩種觀點受人們意識的限制 是人類發(fā)展到不同歷史時期的產(chǎn)物 兩種觀點都具有歷史局限性 現(xiàn)在看來都是不完全正確的 1 下列說法中正確的是 a 地球是宇宙的中心 太陽 月亮和其他行星都繞地球運動b 太陽是靜止不動的 地球和其他行星繞太陽運動c 地球是繞太陽運動的一顆行星d 日心說和地心說都正確反映了天體運動規(guī)律解析宇宙中任何天體都是運動的 地心說和日心說都有局限性 只有c正確 答案c 開普勒行星運動定律 行星 橢圓 橢圓 焦點 相等時間 面積相等 所有行星 公轉(zhuǎn)周期t 相等 無關(guān) 思考2 開普勒定律除適用于行星繞太陽的運動外還適用于其他天體繞中心天體的運動嗎 提示 開普勒定律不僅適用于行星繞太陽的運動 也適用于其他天體繞中心天體的運動 如衛(wèi)星繞地球的運動 2 如圖6 1 1所示行星m繞恒星m運動情況的示意圖 下列說法正確的是 a 速度最大點是b點b 速度最小點是c點c m從a到b做減速運動d m從b到a做減速運動 圖6 1 1 解析由在相等時間內(nèi)掃過的面積相等可比較在同一軌道上某兩個位置的線速度的大小 向心加速度的大小等 答案c 3 已知兩個行星的質(zhì)量m1 2m2 公轉(zhuǎn)周期t1 2t2 則它們繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸之比為 答案c 行星的軌道與圓十分接近 中學(xué)階段按 處理 運動規(guī)律可描述為 1 行星繞太陽運動的軌道十分接近圓 太陽處在 2 對某一行星來說 它繞太陽轉(zhuǎn)動的角速度 或線速度大小 即行星做 運動 行星運動的一般處理方法 圓周運動 圓心 不變 勻速圓周 軌道半徑 公轉(zhuǎn)周期 3 所有行星 的三次方跟它的 的二次方的比值都相等 表達式為 4 關(guān)于天體的運動 以下說法中正確的是 a 天體的運動無法研究b 天體的運動是最完美 和諧的勻速圓周運動c 太陽從東邊升起 從西邊落下 所以太陽繞地球運動d 太陽系中所有行星都圍繞太陽運動解析太陽系中所有行星都繞太陽運轉(zhuǎn) 軌道是橢圓 太陽在橢圓的一個焦點上 答案d 1 開普勒第一定律說明了不同行星繞太陽運動時的橢圓軌道是不同的 在行星的軌道上出現(xiàn)了近日點和遠日點 2 開普勒第二定律說明行星在近日點的速率大于在遠日點的速率 從近日點向遠日點運動時速率變小 從遠日點向近日點運動時速率變大 開普勒定律的理解 典例1 關(guān)于行星繞太陽運動 下列說法正確的是 a 行星在橢圓軌道上繞太陽運動的過程中 其速度與行星和太陽之間的距離有關(guān) 距離小時速度小 距離大時速度大b 所有行星在橢圓軌道上繞太陽運動 太陽在橢圓軌道的一個焦點上c 所有行星繞太陽運動的周期都是相等的d 行星之所以在橢圓軌道上繞太陽運動 是由于太陽對行星的引力作用 解析由開普勒第一定律知所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓 太陽處在橢圓的一個焦點上 b正確 由開普勒第二定律知行星離太陽距離小時速度大 距離大時速度小 a錯誤 由開普勒第三定律知所有行星的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 c錯誤 行星間的引力 行星與其他天體間的引力遠小于行星與太陽間的引力 行星與太陽間的引力提供行星繞太陽運動的向心力 d對 答案bd 開普勒定律與圓周運動問題綜合時 注意行星靠近太陽的過程中都是向心運動 速度增加 在近日點速度最大 行星遠離太陽的時候都是離心運動 速度減小 在遠日點速度最小 跟蹤1 某行星沿橢圓軌道運行 遠日點a離太陽的距離為a 近日點b離太陽的距離為b 行星經(jīng)過a點時的速率為va 則經(jīng)過b點時的速率為 圖6 1 2 答案c 開普勒第三定律的應(yīng)用 典例2 太陽系中的第二大行星 土星 其衛(wèi)星目前已發(fā)現(xiàn)達數(shù)十顆 下表是有關(guān)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù) 則兩衛(wèi)星相比較 下列判斷正確的是 a 土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期較小b 土衛(wèi)六的轉(zhuǎn)動角速度較大c 土衛(wèi)六的向心加速度小d 土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度較大解析比較同一個行星的兩衛(wèi)星的運動情況 其方法與比較太陽的任意兩顆行星的運動情況的方法一樣 衛(wèi)星本身的大小 形狀與其運動快慢無關(guān) 篩選所給的信息 其重要信息是 衛(wèi)星離土星的距離 設(shè)其運動軌道是圓形的 且做勻速圓周運動 根據(jù)開普勒第三定律 軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值相等 得a正確 土衛(wèi)六的周期較大 則由勻速圓周運動的知識得 答案acd 跟蹤2 地球到太陽的距離為水星到太陽距離的2 6倍 那么地球和水星繞太陽運轉(zhuǎn)的線速度之比是多少 假設(shè)地球和水星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道是圓 物理建模5行星運動模型建模指導(dǎo)由于大多數(shù)行星繞太陽運動的軌道與圓十分接近 因此 在中學(xué)階段的研究中可以按圓軌道處理 這樣 開普勒行星運動的三個定律就可以這樣說 1 行星繞太陽運動的軌道十分接近圓 太陽處在圓心 2 對某一行星來說 它繞太陽做圓周運動的角速度 或線速度大小 不變 即行星做勻速圓周運動 典例剖析 典例 有一行星 距太陽的平均距離是地球到太陽平均距離的8倍 則該行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期約是多少年 答案22 6年 審題技巧 我來沖關(guān) 繼美國發(fā)射的可重復(fù)使用的運載火箭后 印度稱正在設(shè)計可重復(fù)使用的宇宙飛船 預(yù)計將在2030年發(fā)射成功 這項技術(shù)將使印度在太空領(lǐng)域占有優(yōu)勢 假設(shè)某飛船沿半徑為r的圓周繞地球運行 其圓周期為t 地球半徑為r0 該飛船要返回地面時 可在軌道上某點a處將速率降到適當(dāng)數(shù)值 從而沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動 橢圓與地球表面的b點相切 如圖6 1 3所示 求該飛船由a點運動到b點所需的時間 圖6 1 3 解析飛船沿半徑為r的圓周繞地球運動時 可認為其半長軸a r飛船返回地面時 沿以地心為焦點的橢圓軌道運行 飛船由a點運動到b點的時間為其沿橢圓軌道運動周期t 的一半 狀元微博 開普勒三定律的記憶訣竅 一 兩種學(xué)說1 提出行星運動規(guī)律的天文學(xué)家為 a 第谷b 哥白尼c 牛頓d 開普勒解析開普勒整理了第谷的觀測資料 在哥白尼學(xué)說的基礎(chǔ)上提出了三大定律 提出了行星的運動規(guī)律 答案d 2 關(guān)于日心說被人們所接受的原因是 a 以地球為中心來研究天體的運動有很多無法解決的問題b 以太陽為中心 許多問題都可以解決 行星運動的描述也變得簡單了c 地球是圍繞太陽轉(zhuǎn)的d 太陽總是從東面升起 從西面落下解析托勒密的地心說可以解釋行星的逆行問題 但非常復(fù)雜 缺少簡潔性 而簡潔性是當(dāng)時人們所追求的 哥白尼的日心說之所以被當(dāng)時人們接受正是因為這一點 答案b 二 對開普勒定律的理解及應(yīng)用