高中物理-1 行星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)課件設(shè)計(jì)

太陽學(xué)習(xí)目標(biāo)了解地心說和日心說兩種不同的觀點(diǎn)及其代表人物知道開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容及物理意義，知道行星運(yùn)動(dòng)在中學(xué)階段的近似處理思路。聯(lián)系相關(guān)科學(xué)和生活知識(shí)，初步運(yùn)用開普勒行星運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程基本觀點(diǎn)：1.地球是球體。2.地球是靜止不動(dòng)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(dòng)天體運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)天。3.所有日月星辰都圍繞地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

日心說

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

哥白尼的宇宙體系動(dòng)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(jìn)行的，他成功的把觀測誤差縮小到2分。一、人們對行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)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(gè)站出來捍衛(wèi)太陽中心說并在天文學(xué)方面有突破性成就的人物。一、人們對行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程

德國天文學(xué)家開普勒（1571-1630）在最初研究他的導(dǎo)師家第谷（1546-1601）所記錄的數(shù)據(jù)時(shí)，也是以行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dāng)時(shí)公認(rèn)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?yàn)槿藗冋J(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，第一次受到了懷疑。后來開普勒又仔細(xì)研究了第谷的觀測資料，經(jīng)過四年多的刻苦計(jì)算先后否定了19種設(shè)想，最后終于1609年開普勒在《新天文學(xué)》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(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。1、開普勒第一定律（軌道定律）二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律（1）橢圓：平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1、F2的距離之和等于常數(shù)（大于|F1F2|）的點(diǎn)的軌跡叫做橢圓，這兩個(gè)定點(diǎn)叫做橢圓的焦點(diǎn)，兩焦點(diǎn)間的距離叫做焦距。半長軸：|0A1|=|0A2|半短軸：|0B1|=|0B2|焦點(diǎn)：F1、F2焦距：|F1F2|（2）當(dāng)焦距長度變化時(shí)，曲線會(huì)變成什么形狀？（3）當(dāng)兩焦點(diǎn)重合時(shí)，曲線會(huì)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(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)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(shí)間t也相同時(shí)，半徑r越小，則速度v越大。你能分析近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)速度大小關(guān)系嗎？開普勒第二定律應(yīng)用（一）結(jié)論：秋冬兩季比春夏兩季時(shí)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(yīng)用（二）表一：各年四節(jié)氣具體日期統(tǒng)計(jì)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(yùn)動(dòng)是一個(gè)橢圓運(yùn)動(dòng),太陽在焦點(diǎn)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(shí)間要短。也可以理解為走相同的路程，前者線速度大，花的時(shí)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(dòng)]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(guān)，只與中心天體（質(zhì)量）有關(guān)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(yàn)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(yùn)動(dòng)的軌道可以認(rèn)為是圓，太陽處在圓心。２、行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑。三、行星運(yùn)動(dòng)近似處理方法例題1下列關(guān)于開普勒對于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)的說法正確的是()A、所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓B、所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)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(shí)踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動(dòng)，而且對一切天體（包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)）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(yùn)動(dòng)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(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星（或衛(wèi)星）無關(guān)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(xùn)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(xùn)練2AD1.開普勒第一定律:所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2.開普