高中物理沪科教课标版从托勒密到开普勒-行星的运动课件

1、行星的运动云南民族中学物理组 徐 瑞第五章 万有引力与航天第1节 从托勒密导开普勒中国航天筑梦天宫古代人们对天体运动主要有哪些看法？地心说和日心说是怎样描述行星运动的？行星是怎样运动的？杨喆，周屹飞，彭图南，毛浚语，刘志勋，张乐，杨宗富，段骁，祁靖淞，组员：轻舞飞扬组行星的运动的认识认识“地心说”与“日心说” 托 勒 密地心说 地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动行星的运动的认识：日心说 太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼行星的运动的认识：地球年 份春分夏至（春天）夏至秋分（夏天）秋分冬至（秋天）冬至春分（冬天）2016年3月20日6月2

2、1日（93天）6月21日9月22日（93天）9月22日12月21日（89天）12月21日3月20日（89天）2017年3月20日6月21日（93天）6月21日9月23日（94天）9月23日12月22日（90天）12月21日3月20日（89天）2018年3月20日6月21日（93天）6月21日9月23日（94天）9月23日12月22日（90天）12月21日3月20日（89天）秋冬两季比春夏两季时间短查阅、分析资料： 秋90天 + 冬89天 春93天 +夏94天地球绕太阳的运动并非做匀速圆周运动分析数据，你得到了什么？学说名称地心说日心说代表人物学说内容学说创设原因学说的相似处学说的缺点公元二世纪

3、天文学家托勒密古希腊科学家和哲学家亚里士多德地球是宇宙的中心，是静止不动的。太阳、月亮及其他行星都围绕地球运动 。认为太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都围绕太阳运行。希腊天文学家阿里斯塔克、意大利学者布鲁诺和伽利略，波兰科学家哥白尼符合日常观察经验和政治上占统治地位的宗教神学观点能简洁的解释自然现象都有绕圆运动的中心天体都认为天体的运动必然是最完美、和谐的匀速圆周运动。（神圣化）不能解释一些天文现象，能解释的，又缺乏简洁性。太阳不是宇宙的中心，不是静止不动的。一.认识“地心说”与“日心说”开普勒行星运动三定律组名：天空立法者 成员：王尉鉴、段天骄、 铁文昊、 龙锋、 何克勤、李俊

4、翔开普勒（德国）四年多的刻苦计算二十年的精心观测若是完美的匀速圆周运动怎么回事呢潜心研究第 谷（丹麦）开普勒第一定律8分的误差 否定19 种假设所有行星轨道为椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上做一做：用细线画椭圆图钉图钉F1F2PO细线焦点焦点半长轴画椭圆行星的运动的认识开普勒行星运动定律查阅、分析资料：行星 半长轴a周期Ta3T2水星0.3870.2410.0580.058金星0.7230.6150.3780.378地球1.0001.0001.0001.000火星1.5241.8813.543.54木星5.20111.862140.7140.7土星9.538 29.457867.7 867.7 说

5、明：a 是以地球到太阳的距离为单位，可称为1个天文单位。列表法作图法行星/卫星半长轴（km）周期（天）K=a/T（m/s）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同步卫星0.042413.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610181.0310131.031013认真看一看表格中K值有什么变化？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、地球同步卫星的比值也相等K

6、值与环绕天体无关，与中心天体有关开普勒开普勒第一定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒开普勒第二定律对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值（k）都相等高中阶段对行星运动的近似化研究：行星运动规律：行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动。所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。行星的运动看作为匀速圆周运动处理，对应的半长轴即为圆的半径R。高中阶段对行

7、星运动的近似化研究：1、对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度.2、实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神。3、实验观察手段是科学研究的重要方法之一。4、观察实验、分析归纳和逻辑推理（数学演绎）相结合是科学研究中的重要方法。5、科学探究需要合作精神。四、探讨行星运动定律建立过程中所蕴含的科学精神和科学方法：材料：1、“第谷20年一直观测火星，在他以前测量天体位置的误差大约是10，第谷把这个不确定性减小到2。为哥白尼的学说提供了关健性支持。” “开普勒七十余次尝试所得的结果都与第谷的观测数据有至少8的角度偏差”，“对第谷的数据的精确性深信

8、不疑这不容忽视的8也许正是因为行星并非做完美的匀速圆周运动”。2、“第谷与开普勒的美妙组合。”3、“布鲁诺由于坚持日心说被教庭活活烧死在鲜花广场。” 哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？ 提供数据：（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆； （2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2的18倍。五. 联系实际解决问题：预测哈雷彗星回归年请预算1986年后，哈雷彗星下一次飞近地球是哪一年？已知：（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆； （2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径

9、R2的18倍。 哈雷彗星 太阳地球五. 联系实际解决问题：预测哈雷彗星回归年 地心说行星的运动的认识历程日心说观察分析假设推理论证 托勒密万有引力定律精确观天牛顿站在巨人的肩膀上天体运行论大量天体观察数据宇宙谐和论自然哲学的数学原理求真、求简、质疑、创新行星运动定律 牛顿课外探究作业：1、阅读课本、查阅资料，看看是什么原因使行星绕太阳运动？2、物理与科学、技术、社会、环境（STSE）有密切的联系，请就“行星的运动”写一篇物理与科学、技术、社会、环境相关的研究性学习小论文。3、课本作业：P82 问题与练习1、2、3参考网站：中国探月网-/index.asp?modelname=index中国公众科技网-/行星组曲（霍尔斯特在1920年创作）按作曲家提示，由以下七个独立的乐章组成，它们分别是：. Mars, the Bringer of War / 火星（战争使者）. Venus, the bringer of Peace / 金星（和平使者）. Mercury, the Winged Messenger / 水星（飞行使者）. Jupiter, the Bringer of Jollity / 木星（欢乐使者）. Saturn,the Bringer of Old Age / 土星（老年使者）. Uranus,the Magician / 天王星（魔