高中物理-高中物理必修二第六章第一节行星的运动教学课件设计

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物理组第一节行星的运动第六章万有引力与航天

阅读课本P33—35科学足迹

一、对行星的运动的认识

分析讨论人们对行星的运动先后有哪些观点？每种观点的代表人物是谁？这些观点存在什么问题？从第谷以及开普勒的研究经历中你获得什么启示？

托勒密地心说

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围绕地球做匀速圆周运动。一、对行星的运动的认识

“地心说”模型存在的问题（1）随着人们对天体运动的不断研究发现，“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多。如果把地球当作绕太阳运动的行星——换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了。（2）随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答。（3）对行星的运动很难得出完满的解答，所描述的行星运动也很复杂.

日心说

太阳是宇宙的中心,并且静止不动;地球和其它行星都围绕太阳做匀速圆周运动。哥白尼现在观点……

地心说、日心说的共同错误：

这种神圣被开普勒的行星运动规律和牛顿的天体动力学规律给彻底的否定了——开普勒说：天体运动轨道不是圆周

牛顿说：天体运动和地面物体运动一样

两者都把天体的运动看得很神圣；认为天体的运动必然是最完美、和谐的匀速圆周运动；天体的运动与地面上的运动所遵循的力学规律也应不同。◎丹麦天文学家，精于观测。◎1572年，他观测到仙后座出现了一颗过去从来没见过的亮星。◎1601年，第谷临终前，把自己毕生对火星的观测资料全部留给了开普勒，委托他进行整理研究。第谷（丹麦）——天才的观测家开普勒（德国）◎在天文学史上，开普勒享有“天空立法者”的盛誉。◎开普勒观念的基础是日心说。◎1609年和1619年发表了行星运动的三个定律。——数学天才开普勒开普勒第一定律

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。二.开普勒行星运动定律行星在各自不同的椭圆轨道上运动。这些椭圆轨道有一个共同的焦点——太阳所处的位置。开普勒开普勒第二定律

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相等的面积。行星运行的速度变化有什么规律呢?离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．FF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它的公转周期的二次方的比值都相等。1、假设地球绕太阳运动的轨道半长轴为

，公转周期为

；火星绕太阳运动的轨道半长轴为

，公转周期为

，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？思考：

开普勒定律是否适用于卫星的运动呢？需要注意：（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值k是由行星（中心天体）所决定的另一恒量．（2）开普勒定律是根据行星运动的观测数据而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的．

（3）行星运动的近似处理——看做圆轨道、匀速圆周运动2、下列说法中正确的是（

）

A.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这些椭圆的一个焦点上

B.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化的；在近日点附近速率大，远地点附近速率小；卫星与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等

C.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的轨道，都可以近似看作为圆，这些圆的圆心在地心处

D.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运动，遵循相同的规律ABCD3、关于开普勒定律，下列说法正确的是（

）

A.开普勒定律是根据对行星观测记录的大量数据,进行计算分析后获得的结论

B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度大，距离大时速度小

C.行星绕太阳运动的轨道可近似看作圆,即可认为行星绕太阳做匀速圆周运动

D.开普勒定律只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是不遵循开普勒定律的ABC

4、地球绕太阳的运行轨道是椭圆,因而地球与太阳之间的距离在不断变化。冬至这天地球离太阳最近,夏至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中,正确的是（

）

A.地球公转速度是不变的

B.冬至这天地球公转速度大

C.夏至这天地球公转速度大

D.无法确定

B

5、关于行星的运动说法正确的是（

）

A、行星半长轴越长，自转周期越大

B、行星半长轴越长，公转周期越大

C、水星半长轴最短，公转周期最大

D、海王星半长轴最长，公转周期最大BD

．6、已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的多少倍？

6、已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的多少倍？

解析：设木星的公转周期和轨道半长轴分别是、,地球公转周期和轨道半长轴分别是、，则根据开普勒第三定律得：

把带入解得：

即木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的倍。一、对行星的运动的认识地球是中心(地心说)→太阳是中心(日心说)→宇宙无限（科学精神推动了认识的发展）二、开普勒行星运动定律1、轨道定律：椭圆2、面积定律:面积相等速率：近快远慢3、周期定律：K是一个只与中心天体质量有关的常量周期：近小远大小结需要注意：（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值k是由行星质量所决定的另一恒量．（2）行星