行星的運動 【知識精講+備課精研+高效課堂】 高一物理精講精練課件（人教版2019必修第二冊）

7.1行星的運動第7章

萬有引力與宇宙航行1.地心說地心說認為地球是宇宙的中心,并且靜止不動,太陽、月亮以及其它行星都在圍繞地球做圓周運動。自古以來，人們就觀察到日出日落：中心藍色的是地球，其他天體、星球均圍繞著地球轉(zhuǎn)動。1.地心說克羅狄斯·托勒密“地心說”的集大成者；職業(yè)：數(shù)學家，天文學家，地理學家，占星家；生卒：約90年-168年；代表作品：《天文學大成》、《地理學》、《天文集》、《光學》代表人物地心說確實可以解釋和預言大量的天文現(xiàn)象，但是隨著新的天文觀測事實的出現(xiàn)，原有的模型無法解釋，就需要修正。2.日心說哥白尼：認為太陽是靜止不動的,地球和其它行星都繞太陽運動。我們在地球上觀察到的火星軌跡是這樣的：哥白尼以及日心說，建立了全新的模型，問題一下變得簡單。日心說開啟了現(xiàn)代天文學的時代。解放后的天文學家，在新的模型的基礎上展開工作，讓整個天文學都獲得了長足的進步。2.日心說職業(yè)：數(shù)學家，天文學家生卒：1473年2月19日-1543年5月24日代表作品：《天體運行論》尼古拉·哥白尼代表人物3.地心說和日心說的共同觀點都認為天體運動必然是最完美、最和諧的勻速圓周運動。經(jīng)過二十年的觀測，獲得了大量的有關(guān)行星運動數(shù)據(jù)。開普勒用二十多年時間研究第谷的行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)得出了有關(guān)行星運動非常簡潔的三個定律。約翰尼斯·開普勒：德國天文學家、數(shù)學家與占星家第谷·布拉赫：丹麥天文學家和占星學家開普勒定律1.橢圓定律：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。1.橢圓定律：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。半長軸ao焦點1半短軸b焦點2（1）行星繞太陽運動的軌道不是圓，是橢圓;（2）太陽不在橢圓的中心，而是在其中一個焦點上;(3）行星與太陽的距離是不斷變化的.開普勒定律2.面積定律：對任意一個行星，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。若經(jīng)相同時間t，行星先后走過1-2的軌跡和3-4的軌跡，因為兩塊陰影部分的面積相等，故行星離太陽較近的時候（1-2）運行速度較大，而離太陽較遠的時候（3-4）速度較小。開普勒定律如圖為地球繞太陽運行的橢圓軌道，F(xiàn)1和F2是橢圓的兩個焦點，地球在A點的速率比在B點的大，則太陽位于（）A．F2 B．AC．F1 D．B開普勒定律針對訓練1ABC3.周期定律：

所有行星的軌道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。（1）表達式：（2）a代表橢圓軌道的半長軸，

T代表的公轉(zhuǎn)周期；（3）k是一個對所有行星都相同的常數(shù)（k的大小與行星無關(guān)，只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)；若中心天體不同，則k不同）。開普勒定律火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒定律可知（）A.太陽位于木星運行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于他們軌道半長軸之比的立方D.相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積C開普勒定律針對訓練2（1）行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；開普勒定律4.現(xiàn)階段的近似處理方法：（2）行星做勻速圓周運動；（3）所有行星軌道半徑r的三次方與它公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等，即宇宙飛船圍繞太陽在近似圓周的軌道上運動，若其軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船繞太陽運行的周期是（）A．3年

B．9年C．27年

D．81年開普勒定律針對訓練3C1.地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學上常用來作為長度單位，叫作天文單位，用來量度太陽系內(nèi)天體與太陽的距離。（這只是個粗略的說法。在天文學中，“天文單位”有嚴格的定義，用符號AU表示。）已知火星公轉(zhuǎn)的軌道半徑是1.5AU，根據(jù)開普勒第三定律，火星公轉(zhuǎn)的周期是多少個地球日？練習與應用教材第48頁根據(jù)開普勒第三定律有：2.開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動。如果一顆人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運動，它在離地球最近的位置（近地點）和最遠的位置（遠地點），哪點的速度比較大？練習與應用教材第48頁根據(jù)開普勒第二定律有：人造地球衛(wèi)星在近地點A的速度比較大。3.在力學中，有的問題是根據(jù)物體的運動探究它受的力，有的問題則是根據(jù)物體所受的力推測它的運動。這一節(jié)的討論屬于哪一種情況？你能從過去學過的內(nèi)容或做過的練習中各找出一個例子嗎？練習與應用教材第48頁這節(jié)的討論屬于根據(jù)物體的運動探究它受的力(力與運動的關(guān)系)。平拋運動的研究屬于根據(jù)物體的受力探究它的運動，而圓周運動的研究屬于根據(jù)物體的運動探究它受的力。例如，研究物體在光滑斜面上下滑時，是根據(jù)受力情況來推測物體的運動；研究物體在水平圓盤上隨盤勻速轉(zhuǎn)動時，是根據(jù)物體做勻速圓周運動來推測其所受靜摩擦力的方向(牛頓第二定律的應用)。4.對于這三個等式來說，有的可以在實驗室中驗證，有的則不能，這個無法在實驗室驗證的規(guī)律是怎么得到的？練習與應用教材第48頁由于天體的尺寸之大，使得天體運動