【课件】行星的运动 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行7.1行星的运动1.不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？2.行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？问题？探究一：历史的足迹1、古人对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？1.古人对行星运动的探索远古天圆地方天圆地方1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说地心说代表人物：托勒密优势：符合人们的日常经验，也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法。

主要观点：地球静止不动，是宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕地球匀速圆周转动。地心说的困难典型问题：行星的逆行解决方法：引入本轮，均轮，偏心等距点等概念进一步的问题：理论过于复杂1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说日心说代表人物：哥白尼《天体运行论》主要观点：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星绕太阳做匀速圆周运动。优势：解释天体运行的理论更完美更简洁，更符合观测结果1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生天才的观察家

第谷·布拉赫建立天文台，把天体位置测量的误差由10/减少到2/。第谷（丹麦）1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手数学天才

开普勒（德国）利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。第谷（丹麦）开普勒（德国）↓毕生的精心观测记录↓行星运动规律是匀速圆周运动?20年潜心研究↓探究二:地球是不是绕太阳做匀速圆周运动？冬半年快夏半年慢90天88天93天94天

如果地球做匀速圆周运动，那四季的时间应该有什么特点？绘制椭圆以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图7.1-1，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态。铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圓，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点。保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化?焦点重合时，半长轴转变为什么?（1）长轴为______、短轴为______、焦点为___________，半长轴为______________，半短轴为______________。（2）如果半长轴与半短轴相等，这个椭圆的形状会变成___________，焦点的位置将位于_________。O点圆形ABCDF1和F2OA或OBOC或OD1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手1609开普勒第一定律第二定律一、开普勒定律1.开普勒第一定律（轨道定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

太阳不同行星轨道不同，太阳在这些椭圆轨道的共同焦点上2.开普勒第二定律：（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等当行星离太阳比较近时，运动速度比较大，而离太阳比较远时速度比较小；在近日点速度最大，远日点速度最小1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(

)A．F2

B．A点

C．F1

D．B点练一练A

探究三：寻找行星绕太阳运动的周期与距离关系行星水星金星地球火星木星土星公转周期T0.2410.61511.88111.86229.457到太阳距离

a0.3870.72311.5245.2039.539计算机运算分析T∝a1.5→T∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k1.古人对行星运动的探索天圆地方远古140托勒密地心说1543哥白尼日心说1546第谷出生1600开普勒任第谷助手1609开普勒第一定律第二定律1619开普勒第三定律３．开普勒第三定律（周期定律）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都相等。aFF地球

探究四：寻找比值K取决于什么因素？绕行天体中心天体半长轴（x106km）公转周期（天）k/（m3/s2）水星太阳57.91

87.97

金星108.94

224.71

地球149.60

365

同步卫星地球0.0424

1

月球0.3844

27.322

k是仅由中心天体决定，与绕行天体无关，在中心天体相同的系统里k相同。3.36×10181.02×1013八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！

例如：2、木星的公转周期约为12年，地球到太阳的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离约为（）A、2天文单位B、4天文单位

C、5.2天文单位D、12天文单位C练一练行星轨道半长轴a(106km)轨道半短轴b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.81、行星轨道是圆，太阳处在圆心；2、行星做匀速圆周运动；3、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。aFFR3、行星运动的近似处理一、地心说与日心说地球是中心→太阳是中心→宇宙无限（科学精神推动了认识发展）二、行星运动定律1、轨道定律：椭圆2、面积定律:3、周期定律：a3/T2=k（K是一个只与中心天体有关的物理量）小结三、行星运动的近似处理1、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它们绕太阳运行一周所用的时间最短的是

，最长的是

__

。

水星海王星达标自测2、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒定律可知(

)A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C达标自测3、如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图,下列说法正确的是(

)A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动解析:由开普勒第二定律可知,近日点时行星运动速度最大,因此A、B错误;行星由A向B运动的过程中,其速度减小,故C正确,D错误。答