高一物理人教版必修二课件_61-62行星的运动 太阳与行星的引力 (共26张PPT)

1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天第一节第一节 行星的运动行星的运动阅读与思考阅读与思考v1.古代人们对天体运动存在那些观点及它们的古代人们对天体运动存在那些观点及它们的发展过程是怎样的？发展过程是怎样的？v2.什么是什么是“地心说地心说”，什么是，什么是“日心说日心说”？v3.哪种学说占统治的时间较长？哪种学说占统治的时间较长？v4.两种学说争论的结果是什么？两种学说争论的结果是什么？ 托托 勒勒 密密 地球地球是宇宙的中心是宇宙的中心, ,是静止不动的，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球做太阳、月亮以及其他行星都围绕地球做匀速圆周运动。匀速圆周运动。一、行星的运动一、行

2、星的运动 太阳太阳是宇宙的中心是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,一一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。哥白尼哥白尼一、行星的运动一、行星的运动地心说：地心说： 地球地球是宇宙的中心是宇宙的中心, ,是静是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球做匀速圆周运动。围绕地球做匀速圆周运动。日心说：日心说：太阳太阳是宇宙的中心是宇宙的中心, ,并且并且静止不动静止不动, ,一切行星都围绕太阳做匀速圆一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。周运动。无论是何种学说，古人把天体的运动看无论是何种学说，古人把天体的运动看的很神圣，认为

3、天体的运动是最完美、最和谐的很神圣，认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动。的匀速圆周运动。代表人物代表人物：托勒密：托勒密代表人物代表人物：哥白尼思考思考1：地心说和日心说是两种截然不同地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来这两种观点哪一种是正的观点，现在看来这两种观点哪一种是正确的？确的？提示：提示：两种观点受人们意识的限制，是人两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史时期的产物两种观点类发展到不同历史时期的产物两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不完全都具有历史局限性，现在看来都是不完全正确的正确的效果自查效果自查1下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A地球是宇宙

4、的中心，太阳、月亮和其他行星都绕地球是宇宙的中心，太阳、月亮和其他行星都绕地球运动地球运动B太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳运动太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳运动C地球是绕太阳运动的一颗行星地球是绕太阳运动的一颗行星D日心说和地心说都正确反映了天体运动规律日心说和地心说都正确反映了天体运动规律解析解析宇宙中任何天体都是运动的，地心说和日心说宇宙中任何天体都是运动的，地心说和日心说都有局限性，只有都有局限性，只有C正确正确表一：各年四节气具体日期统计表分析数据，你得到了什么？春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天 四季的时间是不相等的 地球绕太阳的运动并不是完美的匀

5、速圆周运动1 1、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善 天才观察者天才观察者： 第谷第谷布拉赫布拉赫二、科学的足迹 把把天体位置天体位置测量的误差由测量的误差由10/ 减少到减少到2/第 谷（丹麦） (2) 开普勒：开普勒： 天空的立法者天空的立法者开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律二、科学的足迹开普勒（德国）开普勒开普勒开普勒第一定律开普勒第一定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆椭圆，太阳处在所有椭圆的，太阳处在所有椭圆的一个焦点一个焦点上上开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律开普勒开普勒开普勒第二定律开普勒第二定律 对于每一个行星而言，太阳和行星的

6、对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在连线在相等的时间相等的时间内扫过内扫过相等的面积相等的面积开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律v 仔细观察地球绕太阳转动模型图，你得了到什么？快慢近日点运行快 ，远日点运行慢开普勒开普勒开普勒第三定律开普勒第三定律所有行星的轨道的所有行星的轨道的半长轴半长轴的三次方的三次方跟跟公转周期公转周期的二次方的比值（的二次方的比值（k）都相等。都相等。开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律思考思考2：开普勒定律除适用于行星绕太阳开普勒定律除适用于行星绕太阳的运动外还适用于其他天体绕中心天体的的运动外还适用于其他天体绕中心天体的运动吗？运动吗？提示：提示：开普勒定律不

7、仅适用于行星绕太阳开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其他天体绕中心天体的的运动，也适用于其他天体绕中心天体的运动，如卫星绕地球的运动运动，如卫星绕地球的运动 3.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3710183.3710181.0310131.031013动手算一算动手计算后，你得到了什么？所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等K值与环绕天体无关，与中心天体有关4已知两个行星的质量已知两个行星的质量m12m2，公转周期，公转周期T12T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为则它们绕太阳运

8、转轨道的半长轴之比为()答案Cv在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.1.行星绕太阳运动的轨道十行星绕太阳运动的轨道十分接近分接近圆圆，太阳处在，太阳处在圆心圆心1.1.所有的行星围绕太阳运动所有的行星围绕太阳运动的轨道都是的轨道都是椭圆椭圆，太阳处在，太阳处在所有椭圆的一个所有椭圆的一个焦点焦点上上2. 2. 对于每一个行星而言，太对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在阳和行星的连线在相等的时相等的时间间内扫过内扫过相等的面积相等的面积3 3. .所有行星的轨道的所有行星的轨道的半长轴半长轴的三次方跟公转的三次方跟公转周期周期的二次的二次方的比值都相等方的比值都

9、相等2.2.对于某一行星来说，它绕对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角太阳做圆周运动的角速度速度（或（或线速度线速度）不变，即行星）不变，即行星做做匀速圆周运动匀速圆周运动3.3.所有行星的轨道的所有行星的轨道的半径半径的的三次方跟公转周期的二次方三次方跟公转周期的二次方的比值都相等的比值都相等 即即r r/T/T=k=k1.关于天体的运动，以下说法中正确的是关于天体的运动，以下说法中正确的是()A天体的运动无法研究天体的运动无法研究B天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动C太阳从东边升起太阳从东边升起,从西边落下从西边落下,所以太阳绕地球运动所以太阳

10、绕地球运动D太阳系中所有行星都围绕太阳运动太阳系中所有行星都围绕太阳运动解析解析太阳系中所有行星都绕太阳运转，轨道是椭圆，太阳系中所有行星都绕太阳运转，轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上太阳在椭圆的一个焦点上答案答案D 在同一轨道在同一轨道【跟踪跟踪1】 某行星沿椭圆轨道运行，远日点某行星沿椭圆轨道运行，远日点A离太阳的离太阳的距离为距离为a，近日点，近日点B离太阳的距离为离太阳的距离为b，行星经过，行星经过A点时点时的速率为的速率为va，则经过，则经过B点时的速率点时的速率()答案答案C思考：思考：行星为什么这样运动行星为什么这样运动?第第2 2节节 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力一、

11、一、行星为什么这样运动行星为什么这样运动?行星为什么这样运动行星为什么这样运动?行星为什么这样运动行星为什么这样运动?行星为什么这样运动行星为什么这样运动?思考：哪种观点你认为肯定错误？思考：哪种观点你认为肯定错误？（1 1）圆周运动是完美的，）圆周运动是完美的，无需什么动因无需什么动因。（2 2）伽利略认为：一切物体都有）伽利略认为：一切物体都有合并的趋势合并的趋势，这种趋势导致物体作圆周运动。，这种趋势导致物体作圆周运动。（3 3）开普勒认为：行星一定是受到了来自太）开普勒认为：行星一定是受到了来自太阳的类似阳的类似磁力磁力的作用。的作用。（4 4）笛卡尔：行星的运动是因为在行星周围）笛卡

12、尔：行星的运动是因为在行星周围有旋转的物质有旋转的物质以太作用以太作用在行星上。在行星上。（5 5）牛顿、胡克、哈雷认为：行星绕太阳运）牛顿、胡克、哈雷认为：行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的动是因为受到了太阳对它的引力引力的作用。的作用。二、太阳对行星的引力（1）猜想：）猜想：太阳对行星的引力太阳对行星的引力F应该与应该与行星到太阳的距离行星到太阳的距离r有关，许多经验使有关，许多经验使人很容易想到这一点。那么人很容易想到这一点。那么F与与r的定量的定量关系是什么？关系是什么？（2）简化模型：）简化模型：行星轨道按照行星轨道按照“圆圆”来来处理；处理；2mFr行星和太阳之间的引力跟行星的质

13、量成正行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比圆周运动的周期圆周运动的周期T和速度和速度v的关系的关系 Trv22322224vr mF mrT r所以所以：由开普勒第三定律可知，是个常量，则得出结论：由开普勒第三定律可知，是个常量，则得出结论： 23Tr224mFkr2mFr（4 4）对称：）对称：根据牛顿第三定律，行星与太阳间的根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对作用力、反作用力）的力（一对作用力、反作用力） 牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上述关系对称的结果，即和太阳的质量成正比述关系对称的结果，即和太阳的质量成正比 若用若用M表示太阳的质