【公開課】行星的運(yùn)動(dòng)+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

行星的運(yùn)動(dòng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解地心說(shuō)與日心說(shuō)；2.明確開普勒三大定律，能應(yīng)用開普勒三大定律分析和解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題；閱讀課本總結(jié)人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律認(rèn)識(shí)的過(guò)程。1.地心說(shuō)：最初由由古希臘學(xué)者歐多克斯在公元前三世紀(jì)提出，后來(lái)經(jīng)托勒密（90-168）進(jìn)一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來(lái)。2.日心說(shuō)：最初由哥白尼提出。地球是世界的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)是世界的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。3.丹麥天文學(xué)家第谷的探索:在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測(cè)量，大大提高了測(cè)量的精確程度。他的觀測(cè)結(jié)果為日心說(shuō)提供了關(guān)鍵性的支持。4.開普勒的研究：開普勒總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料，通過(guò)計(jì)算他總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律.例1：正確描述行星繞太陽(yáng)運(yùn)行規(guī)律的是()A、第谷B、哥白尼C、開普勒D、牛頓例2：下列說(shuō)法正確的是（

）A、地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)B、太陽(yáng)是宇宙的中心，所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)C、太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)D、“地心說(shuō)”和哥白尼提出的“日心說(shuō)”現(xiàn)在看來(lái)都是不正確的DC無(wú)論地心說(shuō)還是日心說(shuō)，古人都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

如果天體的運(yùn)動(dòng)必然是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么四季的時(shí)間有什么特點(diǎn)？春天立春2.4春分3.20共92天夏天立夏5.5夏至6.21共94天秋天立秋8.7秋分9.22共89天冬天立冬11.7冬至12.21共90天實(shí)際上是：秋冬兩季比春夏兩季時(shí)間短。開普勒第一定律：（亦稱軌道定律）所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。半長(zhǎng)軸a半短軸焦點(diǎn)意義：否定了行星圓形軌道的說(shuō)法，建立了正確的軌道理論，給出了太陽(yáng)準(zhǔn)確的位置。關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列說(shuō)法符合史實(shí)的是（）A、開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B、開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C、開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D、開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B

對(duì)每一個(gè)行星而言，它和太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。開普勒第二定律：（亦稱面積定律）(近日點(diǎn)速率最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率最小)

意義：描述了行星在其軌道上運(yùn)行時(shí)，線速度的大小不斷變化。解決了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小問(wèn)題例3：如圖所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是（）A、速度最大點(diǎn)是B點(diǎn)B、速度最小點(diǎn)是C點(diǎn)C、m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)D、m從B到A做減速運(yùn)動(dòng)C4.某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示，F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)，行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大，則太陽(yáng)是位于(

)A．F2 B．AC．F1

D．BA開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

（亦稱周期定律）

意義：表明了行星公轉(zhuǎn)周期與軌道半長(zhǎng)軸有依賴關(guān)系，橢圓軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)；反之，其公轉(zhuǎn)周期越短。半長(zhǎng)軸a半短軸焦點(diǎn)八大行星軌道數(shù)據(jù)表行星軌道半長(zhǎng)軸a(106km)公轉(zhuǎn)周期T(年）焦距c(106km)軌道離心率(e=c/a)水星57.90.24111.90.206金星108.20.6150.760.007地球149.61.002.50.017火星227.91.8821.20.093木星778.311.8637.30.048土星1427.029.4679.90.056天王星2882.384.0135.40.047海王星4523.9164.836.20.008K=a3/T2(1024km3/年2）3.343.353.353.353.353.353.353.35探究K值的決定因素：行星或衛(wèi)星中心體半長(zhǎng)軸(x106km)公轉(zhuǎn)周期(天)K值m3/S2水星太陽(yáng)5787.973.36×1018金星1082253.35×1018火星2286873.36×1018同步衛(wèi)星地球0.042411.02×1013月球0.384427.3221.02×1013K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理提出問(wèn)題：從表中數(shù)據(jù)你能得出什么結(jié)論？行星軌道的半長(zhǎng)軸和半短軸的相對(duì)差別小，基本可以認(rèn)為相等。思考：半長(zhǎng)軸和半短軸基本相等意味著什么呢？

意味著行星軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中我們按圓軌道處理。開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的近似表示：1、行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心；2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3、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?？傮w來(lái)說(shuō)，就是把行星的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，對(duì)應(yīng)的半長(zhǎng)軸即為圓的半徑。1、地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學(xué)上常用來(lái)作為長(zhǎng)度單位，叫做天文單位，用來(lái)量度太陽(yáng)系內(nèi)天體與太陽(yáng)的距離。已知火星公轉(zhuǎn)的軌道半徑是1.5天文單位，根據(jù)開普勒第三定律，火星公轉(zhuǎn)的周期是多少個(gè)地球日？解