行星的运动 课件 （知识精讲+备课精研） 高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第六章

万有引力定律第一节

行星的运动行星的运动第一节问题思考人类在早期认识天体运动时提出过哪些重要学说？地心说代表人物：托勒密火星逆行行星的运动第一节地心说代表人物：托勒密本轮火星均轮地球火星运行路径行星的运动第一节恒星天土星木星火星金星水星地球月球日心说代表人物：哥白尼地球轨道黄道面火星在天上的轨迹恒星背景火星轨道太阳《天体运行论》一、人类早期对天体运动的认识1、地心说在2世纪由古代天文学家托勒密完善。2、16世纪，波兰天文学家哥白尼经过多年观测和研究，提出了日心说。3、17世纪初，伽利略用自己发明的望远镜观察天空，发现了围绕木星运动的“月球”，证明地球并非所有天体的中心。4、丹麦天文学家第谷花了20年对行星仔细观测和积累资料。行星的运动第一节二、行星运动的规律1、德国天文学家开普勒经过多年研究，提出了开普勒三定律2、定律内容开普勒第一定律：各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行，太阳处在椭圆的一个焦点上。行星的运动第一节自主活动你会用图钉和细绳画椭圆吗？试一试细绳行星的运动第一节焦点半长轴a焦点行星太阳二、行星运动的规律开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。典型例题1：如图，行星绕太阳做椭圆运动。（1）在太阳系中，不同行星的椭圆轨道有什么关系？（2）行星在离太阳最近位置（近日点）的速率和在最远位置（远日点）的速率相同吗？为什么？（1）太阳处在这些椭圆轨道共同的焦点上，这些椭圆轨道不在同一平面内。（2）不相同。相等时间内在近日点附近通过的路程大，所以在近日点的速率大。行星的运动第一节行星的运动第一节开普勒第三定律：行星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴a的三次方与公转周期T的二次方之比是一个常数，即

k是一个与行星无关的常数*在中学研究中可近似按圆轨道处理：用r表示行星圆轨道的半径，则有课堂活动：典型例题2：地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（天文学中“天文单位”有严格定义，符号是AU）。已知火星公转的轨道半径为1.5AU，根据开普勒第三定律估算，火星公转周期是多少个地球日（天）？行星的运动第一节行星绕太阳的运动按圆轨道处理根据开普勒第三定律：课堂活动：典型例题3：地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，根据开普勒第三定律估算，它下次飞近地球大约将在哪一年？行星的运动第一节设彗星周期为T彗，地球公转周期为T地=1年根据开普勒第三定律：1986+76年=2062年即它下次飞近地球将在2062年教材：问题与思考1．人类对天体运动的认识在不断发展，简述托勒密、哥白尼、第谷和开普勒对天文学发展作出的贡献。行星的运动第一节托勒密：完善了古代天文学，主张地心说，解释了一些天文现象；哥白尼：根据前人积累的资料，经历几十年的观测研究，提出日心说，简单明了解释“火星逆行”问题，铺平了通向近代天文学的道路；第谷：进行了长期的天文观测，积累了20年的观测资料，为开普勒的研究提供重要依据；开普勒：利用第谷的观测资料，经过4年多刻苦计算，发现并发表行星运动三定律，准确阐述行星运动规律。教材：问题与思考2．17世纪，天文学家哈雷观察到一颗彗星，这颗彗星绕太阳运行的轨道示意图如图所示。彗星最近飞临地球的时间是在1986年。在如图位置飞临地球阶段，彗星运动速度的大小如何变化？简述理由。行星的运动第一节彗星飞临地球实际上是在其椭圆轨道上接近太阳，根据开普勒第二定律，在相同时间内彗星与太阳连线扫过的面积相同，则彗星接近太阳时，在相同时间内运动的路程变长，所以彗星运动速度增大。教材：问题与思考3．判断下列关于行星绕太阳运动的描述是否正确，并说明理由。（1）太阳处于椭圆轨道的中心。（2）所有行星在同一椭圆轨道上运动。（3）轨道半长轴越短的行星周期越长。（4）行星从近日点运动到远日点过程中速率逐渐减小。行星的运动第一节（1）错误。由开普勒第一定律可知，太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点上。（2）错误。每颗行星的周期不同，根据开普勒第三定律，行星轨道的半长轴不同，所以各行星的轨道不同。（3）错误。根据开普勒第三定律可知，行星运行周期的二次方与轨道的半长轴的三次方成正比。（4）正确。根据开普勒第二定律可知，行星从近日点向远日点运动的过程中，在相等时间内运动的路程减少，