行星的运动 【知识精讲+备课精研+高效课堂】 高一物理精讲精练课件（人教版2019必修第二册）

7.1行星的运动第7章

万有引力与宇宙航行1.地心说地心说认为地球是宇宙的中心,并且静止不动,太阳、月亮以及其它行星都在围绕地球做圆周运动。自古以来，人们就观察到日出日落：中心蓝色的是地球，其他天体、星球均围绕着地球转动。1.地心说克罗狄斯·托勒密“地心说”的集大成者；职业：数学家，天文学家，地理学家，占星家；生卒：约90年-168年；代表作品：《天文学大成》、《地理学》、《天文集》、《光学》代表人物地心说确实可以解释和预言大量的天文现象，但是随着新的天文观测事实的出现，原有的模型无法解释，就需要修正。2.日心说哥白尼：认为太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳运动。我们在地球上观察到的火星轨迹是这样的：哥白尼以及日心说，建立了全新的模型，问题一下变得简单。日心说开启了现代天文学的时代。解放后的天文学家，在新的模型的基础上展开工作，让整个天文学都获得了长足的进步。2.日心说职业：数学家，天文学家生卒：1473年2月19日-1543年5月24日代表作品：《天体运行论》尼古拉·哥白尼代表人物3.地心说和日心说的共同观点都认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。经过二十年的观测，获得了大量的有关行星运动数据。开普勒用二十多年时间研究第谷的行星观测记录，发现并总结得出了有关行星运动非常简洁的三个定律。约翰尼斯·开普勒：德国天文学家、数学家与占星家第谷·布拉赫：丹麦天文学家和占星学家开普勒定律1.椭圆定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。1.椭圆定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。半长轴ao焦点1半短轴b焦点2（1）行星绕太阳运动的轨道不是圆，是椭圆;（2）太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上;(3）行星与太阳的距离是不断变化的.开普勒定律2.面积定律：对任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。若经相同时间t，行星先后走过1-2的轨迹和3-4的轨迹，因为两块阴影部分的面积相等，故行星离太阳较近的时候（1-2）运行速度较大，而离太阳较远的时候（3-4）速度较小。开普勒定律如图为地球绕太阳运行的椭圆轨道，F1和F2是椭圆的两个焦点，地球在A点的速率比在B点的大，则太阳位于（）A．F2 B．AC．F1 D．B开普勒定律针对训练1ABC3.周期定律：

所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。（1）表达式：（2）a代表椭圆轨道的半长轴，

T代表的公转周期；（3）k是一个对所有行星都相同的常数（k的大小与行星无关，只与中心天体的质量有关；若中心天体不同，则k不同）。开普勒定律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平方等于他们轨道半长轴之比的立方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开普勒定律针对训练2（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；开普勒定律4.现阶段的近似处理方法：（2）行星做匀速圆周运动；（3）所有行星轨道半径r的三次方与它公转周期T的二次方的比值都相等，即宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）A．3年

B．9年C．27年

D．81年开普勒定律针对训练3C1.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。）已知火星公转的轨道半径是1.5AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？练习与应用教材第48页根据开普勒第三定律有：2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点），哪点的速度比较大？练习与应用教材第48页根据开普勒第二定律有：人造地球卫星在近地点A的速度比较大。3.在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？练习与应用教材第48页这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力(力与运动的关系)。平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动，而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力。例如，研究物体在光滑斜面上下滑时，是根据受力情况来推测物体的运动；研究物体在水平圆盘上随盘匀速转动时，是根据物体做匀速圆周运动来推测其所受静摩擦力的方向(牛顿第二定律的应用)。4.对于这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？练习与应用教材第48页由于天体的尺寸之大，使得天体运动