高中物理《行星的運(yùn)動》課件新人教版必修2

1、 行行 星星 的的 運(yùn)運(yùn) 動動太陽系主要成員太陽系主要成員太陽和其八大行星：太陽和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星美麗的家園美麗的家園地球地球木星木星壯觀的太陽日冕壯觀的太陽日冕我們的銀河系我們的銀河系 我國自行開發(fā)研我國自行開發(fā)研究并成功飛行的究并成功飛行的載人飛船載人飛船“神州神州號號”。 我國宇航員乘著我國宇航員乘著飛船遨游太空！飛船遨游太空！航天飛機(jī)發(fā)射瞬間航天飛機(jī)發(fā)射瞬間一、行星的運(yùn)動一、行星的運(yùn)動 首先，我們來了解對太陽、行星運(yùn)動首先，我們來了解對太陽、行星運(yùn)動的認(rèn)識過程的認(rèn)識過程?！暗匦恼f地心說”和和

2、“日心說日心說”的發(fā)展過程的發(fā)展過程 在古代，人們對于天體的運(yùn)動存在古代，人們對于天體的運(yùn)動存在地心說和日心說兩種對立的看法。在地心說和日心說兩種對立的看法。地心說地心說(Geocentric Universe)地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學(xué)說。地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學(xué)說。它最初由古希臘學(xué)者歐多克斯在公元前三世紀(jì)它最初由古希臘學(xué)者歐多克斯在公元前三世紀(jì)提出，后來經(jīng)托勒密（提出，后來經(jīng)托勒密（90-168）進(jìn)一步發(fā)展而）進(jìn)一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來。逐漸建立和完善起來。托勒密的托勒密的“地心說地心說”體系體系(1).內(nèi)容內(nèi)容:認(rèn)為地球是靜止不動的，地球是宇宙的認(rèn)為地球是靜止不動的

3、，地球是宇宙的中心，太陽和月亮以及其他行星繞地球轉(zhuǎn)動。中心，太陽和月亮以及其他行星繞地球轉(zhuǎn)動。(3).地心說為什么統(tǒng)治了人們很長時間地心說為什么統(tǒng)治了人們很長時間? 符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，也符合宗教神學(xué)關(guān)于符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，也符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說法地球是宇宙中心的說法. (2).代表人物：托勒密代表人物：托勒密1、地心說、地心說(4)托勒密的托勒密的“地心說地心說”模型模型 存在的問題存在的問題 對行星的運(yùn)動很難得出完滿的解答對行星的運(yùn)動很難得出完滿的解答,所描述的行星所描述的行星運(yùn)動也很復(fù)雜運(yùn)動也很復(fù)雜. 隨著人們對天體運(yùn)動的不斷研究，發(fā)現(xiàn)隨著人們對天體運(yùn)動的不斷研究，發(fā)現(xiàn)“地

4、心說地心說”所描述的天體的運(yùn)動不僅復(fù)雜而且問題很多所描述的天體的運(yùn)動不僅復(fù)雜而且問題很多.如果把地如果把地球從天體運(yùn)動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運(yùn)球從天體運(yùn)動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運(yùn)動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運(yùn)動，許動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運(yùn)動，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動的描述也變得簡單了多問題都可以解決，行星運(yùn)動的描述也變得簡單了. 隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊導(dǎo)航，因而對行星的運(yùn)動觀測越來越精確，科為船隊導(dǎo)航，因而對行星的運(yùn)動觀測越來越精確，科學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測

5、數(shù)據(jù)，用托勒學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測數(shù)據(jù)，用托勒密的密的“地心說地心說”模型很難得出完美的解答。模型很難得出完美的解答。(3).內(nèi)容內(nèi)容:2、日心說、日心說(4).代表人物：哥白尼代表人物：哥白尼（1）日心說提出的背景）日心說提出的背景 在當(dāng)時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相在當(dāng)時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體。信地球并不是一個平臺，而是一個球體。(2)哥白尼的推測哥白尼的推測是不是地球每天在圍繞自己的是不是地球每天在圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周軸線旋轉(zhuǎn)一周 .他假設(shè)地球并不是宇宙的中心，他假設(shè)地球并不是宇宙的中心，太陽是靜止不動的，地球

6、和其他太陽是靜止不動的，地球和其他行星都是圍繞著太陽做勻速圓周行星都是圍繞著太陽做勻速圓周運(yùn)動運(yùn)動. (5)哥白尼日心說的進(jìn)步哥白尼日心說的進(jìn)步:行星運(yùn)動的描述簡單行星運(yùn)動的描述簡單了，地心說遇到的問題解決了了，地心說遇到的問題解決了(6)哥白尼日心說為什么在發(fā)表一個世紀(jì)中完全哥白尼日心說為什么在發(fā)表一個世紀(jì)中完全被人們所忽視被人們所忽視 ?(1)在他的著作中，在他的著作中，“日心說日心說”只是一個只是一個“假設(shè)假設(shè)” (2)當(dāng)時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中當(dāng)時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中. (3)在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)據(jù)，根據(jù)在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)

7、據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計算結(jié)果不能很好地與行星位置的這些數(shù)據(jù)得出的計算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測結(jié)果相符合，觀測結(jié)果相符合， 日心說相對地心說能更完美地日心說相對地心說能更完美地解釋天體的運(yùn)動，但這兩種學(xué)說都不解釋天體的運(yùn)動，但這兩種學(xué)說都不完善。因?yàn)樘?、地球等天體都是運(yùn)完善。因?yàn)樘?、地球等天體都是運(yùn)動的，鑒于當(dāng)時對自然科學(xué)的認(rèn)識能動的，鑒于當(dāng)時對自然科學(xué)的認(rèn)識能力，日心說比地心說更先進(jìn)。力，日心說比地心說更先進(jìn)。(1)丹麥天文學(xué)家第谷丹麥天文學(xué)家第谷 的探索的探索: 在哥白尼之后，第谷連續(xù)在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的位置進(jìn)行年對行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測量，大大提高了測量的精

8、確程度。在第了較仔細(xì)的測量，大大提高了測量的精確程度。在第谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是10，第谷把，第谷把這個不確定性減小到這個不確定性減小到2。得出行星繞太陽做勻速圓周。得出行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的模型運(yùn)動的模型. 其后，許多天文學(xué)家對天體運(yùn)動進(jìn)行不斷的探索、完其后，許多天文學(xué)家對天體運(yùn)動進(jìn)行不斷的探索、完善，建立了最初的天體運(yùn)動理論。善，建立了最初的天體運(yùn)動理論。 二二.天文學(xué)家對天體運(yùn)動進(jìn)一步的研究天文學(xué)家對天體運(yùn)動進(jìn)一步的研究(2)德國物理學(xué)家開普勒的研究德國物理學(xué)家開普勒的研究. 總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測資料，在他

9、最初全部觀測資料，在他最初研究時，他得到的結(jié)果與研究時，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8/，而，而當(dāng)時第谷公認(rèn)的誤差位當(dāng)時第谷公認(rèn)的誤差位2/,開普勒想開普勒想,這這8/可能就是認(rèn)可能就是認(rèn)為行星繞太陽勻速圓周運(yùn)為行星繞太陽勻速圓周運(yùn)動造成的動造成的.后來他花了四年后來他花了四年時間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)時間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)計算，通過計算這一懷疑計算，通過計算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動三大使他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動三大定律定律.開普勒三定律開普勒三定律開普勒（開普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第一個）是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛(wèi)太陽中心說、并在天文學(xué)方面有突破站出來捍衛(wèi)太陽

10、中心說、并在天文學(xué)方面有突破性成就的人物，被后世的科學(xué)史家稱為性成就的人物，被后世的科學(xué)史家稱為“天上的天上的立法者立法者”。開普勒第二定律開普勒第二定律 太陽系中各個行星以橢圓太陽系中各個行星以橢圓軌道運(yùn)行的，太陽在這些橢圓軌道運(yùn)行的，太陽在這些橢圓的一個焦點(diǎn)上。的一個焦點(diǎn)上。注意：注意：1、太陽并不是位于橢圓中心，而是、太陽并不是位于橢圓中心，而是 位于焦點(diǎn)處。位于焦點(diǎn)處。 2、不同行星軌道不同，但所有軌道、不同行星軌道不同，但所有軌道的的 焦點(diǎn)重合。焦點(diǎn)重合。(1).開普勒第一定律開普勒第一定律 （軌道定律）（軌道定律） 太陽和行星的連線在相太陽和行星的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等；等

11、時間內(nèi)掃過的面積相等；(2).開普勒第二定律開普勒第二定律 （面積定律）（面積定律）遠(yuǎn)處速度遠(yuǎn)處速度慢慢近處速近處速度快度快(3).開普勒第三定律開普勒第三定律 （周期定律）（周期定律） 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等值都相等即即: R13：R23=T12：T22或或: R3/T2=k注意：注意：k k的大小與行星無關(guān)，的大小與行星無關(guān)，只與太陽質(zhì)量有關(guān)。只與太陽質(zhì)量有關(guān)。對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動規(guī)律：對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動規(guī)律： 月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不是繞太陽運(yùn)月球人

12、造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不是繞太陽運(yùn)動，它們和行星的運(yùn)動比較，就有：動，它們和行星的運(yùn)動比較，就有：3322RRTT行衛(wèi)衛(wèi)行32RKT行星繞太陽運(yùn)動都符合：行星繞太陽運(yùn)動都符合：對于地球和木星，就有：對于地球和木星，就有：kTRTR2323木木地地 k值與中心天體有關(guān)，而值與中心天體有關(guān)，而與環(huán)繞天體無關(guān)與環(huán)繞天體無關(guān)意義：意義：開普勒關(guān)于行星運(yùn)動開普勒關(guān)于行星運(yùn)動的描述為萬有引力定律的發(fā)的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)?，F(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。1、多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動的軌道十分、多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；接近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓、對某一行星來說，

13、它繞太陽做圓周運(yùn)動的角速度（或線速度大?。┎恢苓\(yùn)動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運(yùn)動；變，即行星做勻速圓周運(yùn)動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。四、高中階段對行星運(yùn)動的近似化研究四、高中階段對行星運(yùn)動的近似化研究 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1下列說法正確的是( ) A地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動 B.太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運(yùn)動 C.太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動 D“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現(xiàn)在看來都是不正確的 分析；“地心說”是錯誤的，所以A不正確太陽系在銀河系中運(yùn)動，銀河系也在運(yùn)動，所以，B、C不正確，D正確 2、神舟六號沿半徑為神舟六號沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動，其的圓周繞地球運(yùn)動，其周期為周期為