高中物理-1 行星的運動教學課件設計

太陽學習目標了解地心說和日心說兩種不同的觀點及其代表人物知道開普勒行星運動定律的內(nèi)容及物理意義，知道行星運動在中學階段的近似處理思路。聯(lián)系相關科學和生活知識，初步運用開普勒行星運動定律解決一些簡單問題。1、地心說代表人物：托勒密一、人們對行星運動的認識發(fā)展過程基本觀點：1.地球是球體。2.地球是靜止不動的，而且處于宇宙的中心,從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,再外面是鑲嵌著所有恒星的天球——恒星天。最外面，是推動天體運動的原動天。3.所有日月星辰都圍繞地球勻速轉(zhuǎn)動。

日心說

太陽才是宇宙的中心,是靜止不動的,地球和其他行星都圍繞太陽做簡單而完美的圓周運動。哥白尼2、日心說3、對天體運動的進一步研究天才觀察者：第谷·布拉赫

哥白尼的宇宙體系動搖了基督教宇宙體系的根基，但它并沒有在天文測算的精確度上有多大的提高。近代早期最重要的觀測工作是由丹麥的第谷（1546-1601）進行的，他成功的把觀測誤差縮小到2分。一、人們對行星運動的認識發(fā)展過程(2)真理超出希望

開普勒（1571-1630）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方面有突破性成就的人物。一、人們對行星運動的認識發(fā)展過程

德國天文學家開普勒（1571-1630）在最初研究他的導師家第谷（1546-1601）所記錄的數(shù)據(jù)時，也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考問題的，但是所得結(jié)果卻與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8分的角度誤差，當時公認的第谷的觀測誤差不超過2分，開普勒想，這不容忽視的8分也許是因為人們認為行星繞太陽做勻速圓周運動所造成的。至此，人們長期以來視為真理的觀念——天體做勻速圓周運動，第一次受到了懷疑。后來開普勒又仔細研究了第谷的觀測資料，經(jīng)過四年多的刻苦計算先后否定了19種設想，最后終于1609年開普勒在《新天文學》一書中公布了開普勒第一、第二定律，1619年又公布了開普勒第三定律。

所有的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、開普勒第一定律（軌道定律）二、開普勒行星運動定律（1）橢圓：平面內(nèi)與兩個定點F1、F2的距離之和等于常數(shù)（大于|F1F2|）的點的軌跡叫做橢圓，這兩個定點叫做橢圓的焦點，兩焦點間的距離叫做焦距。半長軸：|0A1|=|0A2|半短軸：|0B1|=|0B2|焦點：F1、F2焦距：|F1F2|（2）當焦距長度變化時，曲線會變成什么形狀？（3）當兩焦點重合時，曲線會變成什么形狀？對橢圓的理解焦距越長，橢圓越扁圓

對于任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。2、開普勒第二定律（面積定律）二、開普勒三定律

在S相同，時間t也相同時，半徑r越小，則速度v越大。你能分析近日點與遠日點速度大小關系嗎？開普勒第二定律應用（一）結(jié)論：秋冬兩季比春夏兩季時間短年份春分夏至秋分冬至20063/216/219/2312/2220073/216/229/2312/2220083/206/219/2212/2120093/206/219/2312/2220103/216/219/2312/22開普勒第二定律應用（二）表一：各年四節(jié)氣具體日期統(tǒng)計表春天：92天夏天：94天秋天：84天冬天：90天

原因分析：由于地球繞太陽的運動是一個橢圓運動,太陽在焦點上,根據(jù)開普勒第二定律，可知秋分到冬至再到春分，太陽與地球的連線掃過的面積比從春分到夏至再到秋分的面積少，所以秋冬兩季比春夏兩季的時間要短。也可以理解為走相同的路程，前者線速度大，花的時間短。2、開普勒第二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。太陽行星FaOa：半長軸T：公轉(zhuǎn)周期3、開普勒第三定律（周期定律）

觀察表格，你能得到什么結(jié)論？[探究活動]行星/衛(wèi)星半長軸（106km）周期（天）K（m3/s??2）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3同步衛(wèi)星0.04241土衛(wèi)六3.561079.33土衛(wèi)七1.481023.33.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^139.6×10^149.6×10^14K值與環(huán)繞天體無關，只與中心天體（質(zhì)量）有關注意（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時比值k

是由中心天體所決定的另一恒量。

（2）開普勒定律是總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗定律。3、開普勒第三定律

行星的軌道與圓十分接近，在高中我們一般按圓處理，因此：１、行星圍繞太陽運動的軌道可以認為是圓，太陽處在圓心。２、行星繞太陽做勻速圓周運動。３、所有行星的軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

總體來說，就是變速橢圓運動作為勻速圓周運動處理，對應的半長軸即為圓的半徑。三、行星運動近似處理方法例題1下列關于開普勒對于行星運動規(guī)律的認識的說法正確的是()A、所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓B、所有行星繞太陽運動的軌道都是圓C、所有行星的軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道的半徑成正比A理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且對一切天體（包括衛(wèi)星繞行星的運動）都適用。下面對于開普勒第三定律的公式，下列說法正確的是（

）A、公式只適用于軌道是橢圓的運動B、式中的K值，對于所有行星（或衛(wèi)星）都相等C、式中的K值，只與中心天體有關，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星（或衛(wèi)星）無關D、若已知月球與地球之間的距離，根據(jù)公式可求出地球與太陽之間的距離C跟蹤訓練1地球和某顆小行星的繞日軌道可以近似看作圓,已知地球質(zhì)量約為此小行星的質(zhì)量的64倍,此小行星的公轉(zhuǎn)軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的4倍,那么此小行星公轉(zhuǎn)周期大致為(

)A.0.25年B.2年C.4年D.8年例題2D

跟蹤訓練2AD1.開普勒第一定律: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。2.開普