【物理 】行星的運(yùn)動(dòng)課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

太陽(yáng)系第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行7.1行星的運(yùn)動(dòng)一、探究“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”:1、“地心說(shuō)”的基本觀點(diǎn)是什么？2、“日心說(shuō)”的基本觀點(diǎn)是什么？3、“日心說(shuō)”為什么能戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”？

試舉例說(shuō)明4、“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)是否絕對(duì)正確？zxxk3一、行星運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)地心說(shuō)觀點(diǎn):地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮及其它行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。（①符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)；②符合宗教關(guān)于地球是宇宙的中心的說(shuō)法）4一、行星運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)2.日心說(shuō)代表人物:哥白尼觀點(diǎn):太陽(yáng)是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球及其它行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。

“日心說(shuō)”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f(shuō)”不能解釋的現(xiàn)象“日心說(shuō)”則能說(shuō)明，就是說(shuō)“日心說(shuō)”比“地心說(shuō)”更科學(xué)、更接近事實(shí)。例如：若地球不運(yùn)動(dòng)，晝夜交替是太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)形成的，那么每天的情況就應(yīng)是相同，事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，冷暖不同，而“日心說(shuō)”則能說(shuō)明這種情況；白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成的。真理最終戰(zhàn)勝了謬誤：1、丹麥天文學(xué)家第谷的探索:

二、對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步的研究

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。在第谷之前，人們把測(cè)量天體位置的誤差從10'，減小到2'。得出行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型。2、德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒的研究：

二、對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步的研究第谷二十年的精心觀測(cè)開(kāi)普勒（德國(guó)）開(kāi)普勒研究第谷數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)行星軌道為橢圓總結(jié)出開(kāi)普勒三定律

開(kāi)普勒三定律9三.開(kāi)普勒的研究過(guò)程：探究：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是什么形狀？地球思考：如果是圓，秋冬時(shí)間與春夏時(shí)間應(yīng)該相等，實(shí)際上不等。假設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，能解釋秋冬時(shí)間為什么比春夏時(shí)間短。21:2510四.開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律：（一）開(kāi)普勒第一定律所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。焦點(diǎn)太陽(yáng)焦點(diǎn)●1.內(nèi)容：(軌道定律)開(kāi)普勒開(kāi)普勒第二定律21:2512（二）開(kāi)普勒第二定律

太陽(yáng)和行星的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。1.內(nèi)容：（面積定律）行星軌道焦點(diǎn)太陽(yáng)●如圖所示，如果時(shí)間間隔相等，由開(kāi)普勒第二定律知，面積SA＝SB，可見(jiàn)離太陽(yáng)越近，行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)

，即行星的速率

．⑵近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽(yáng)的最近點(diǎn)、最遠(yuǎn)點(diǎn)．同一行星在近日點(diǎn)速度

，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度

。

越長(zhǎng)越大最大最小行星運(yùn)行的速度變化有什么規(guī)律呢?開(kāi)普勒第三定律所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。記為F2F1地球半長(zhǎng)軸ak是一個(gè)只與中心天體有關(guān)的物理量k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量（周期定律）注意：不僅適用于以太陽(yáng)為中心天體的運(yùn)動(dòng),而且也適用于以地球或其他星體為中心天體的運(yùn)動(dòng)。表達(dá)式：r3T2=k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。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(xiàn)速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等。

總體來(lái)說(shuō)，就是將橢圓運(yùn)動(dòng)變?yōu)閯蛩賵A周運(yùn)動(dòng)來(lái)處理，對(duì)應(yīng)的半長(zhǎng)軸即為圓的半徑。理想化處理

實(shí)際上，行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中我們可按照?qǐng)A軌道處理。1.(多選)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式，以下理解正確的是(

)A.k

是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的量B.T

表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期C.T

表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期D.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a地，周期為T(mén)地；月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為a月，周期為T(mén)月。則AC隨堂練：[針對(duì)訓(xùn)練]1．地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，月球沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。下列說(shuō)法正確的是

(

)A．地球位于月球運(yùn)行軌道的中心B．地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度C．地球與月球公轉(zhuǎn)周期平方之比等于它們軌道半長(zhǎng)軸立方之比D．相同時(shí)間內(nèi)，地球與太陽(yáng)連線(xiàn)掃過(guò)的面積等于月球與地球連線(xiàn)掃過(guò)的面積解析：根據(jù)開(kāi)普勒第一定律知，地球位于月球橢圓運(yùn)行軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，A錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，地球和太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，所以地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度，B正確；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿(mǎn)足這一結(jié)論，C錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知，對(duì)任意一個(gè)行星而言，太陽(yáng)與行星的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿(mǎn)足這一結(jié)論，D錯(cuò)誤。答案：B大本P54答案：AC大本P55[針對(duì)訓(xùn)練]1．為了探測(cè)引力波，“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為

(

)A．2∶1

B．4∶1C．8∶1 D．16∶1答案：C

大本P55開(kāi)普勒在第谷的天文觀測(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。1、開(kāi)普勒第一定律（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。2、開(kāi)普勒第二定律（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連