高中物理-1 行星的运动教学课件设计

太阳学习目标了解地心说和日心说两种不同的观点及其代表人物知道开普勒行星运动定律的内容及物理意义，知道行星运动在中学阶段的近似处理思路。联系相关科学和生活知识，初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题。1、地心说代表人物：托勒密一、人们对行星运动的认识发展过程基本观点：1.地球是球体。2.地球是静止不动的，而且处于宇宙的中心,从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。最外面，是推动天体运动的原动天。3.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。

日心说

太阳才是宇宙的中心,是静止不动的,地球和其他行星都围绕太阳做简单而完美的圆周运动。哥白尼2、日心说3、对天体运动的进一步研究天才观察者：第谷·布拉赫

哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的，他成功的把观测误差缩小到2分。一、人们对行星运动的认识发展过程(2)真理超出希望

开普勒（1571-1630）是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说并在天文学方面有突破性成就的人物。一、人们对行星运动的认识发展过程

德国天文学家开普勒（1571-1630）在最初研究他的导师家第谷（1546-1601）所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差，当时公认的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此，人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想，最后终于1609年开普勒在《新天文学》一书中公布了开普勒第一、第二定律，1619年又公布了开普勒第三定律。

所有的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、开普勒第一定律（轨道定律）二、开普勒行星运动定律（1）椭圆：平面内与两个定点F1、F2的距离之和等于常数（大于|F1F2|）的点的轨迹叫做椭圆，这两个定点叫做椭圆的焦点，两焦点间的距离叫做焦距。半长轴：|0A1|=|0A2|半短轴：|0B1|=|0B2|焦点：F1、F2焦距：|F1F2|（2）当焦距长度变化时，曲线会变成什么形状？（3）当两焦点重合时，曲线会变成什么形状？对椭圆的理解焦距越长，椭圆越扁圆

对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。2、开普勒第二定律（面积定律）二、开普勒三定律

在S相同，时间t也相同时，半径r越小，则速度v越大。你能分析近日点与远日点速度大小关系吗？开普勒第二定律应用（一）结论：秋冬两季比春夏两季时间短年份春分夏至秋分冬至20063/216/219/2312/2220073/216/229/2312/2220083/206/219/2212/2120093/206/219/2312/2220103/216/219/2312/22开普勒第二定律应用（二）表一：各年四节气具体日期统计表春天：92天夏天：94天秋天：84天冬天：90天

原因分析：由于地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据开普勒第二定律，可知秋分到冬至再到春分，太阳与地球的连线扫过的面积比从春分到夏至再到秋分的面积少，所以秋冬两季比春夏两季的时间要短。也可以理解为走相同的路程，前者线速度大，花的时间短。2、开普勒第二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。太阳行星FaOa：半长轴T：公转周期3、开普勒第三定律（周期定律）

观察表格，你能得到什么结论？[探究活动]行星/卫星半长轴（106km）周期（天）K（m³/s²）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0.04241土卫六3.561079.33土卫七1.481023.33.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^139.6×10^149.6×10^14K值与环绕天体无关，只与中心天体（质量）有关注意（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

是由中心天体所决定的另一恒量。

（2）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律。3、开普勒第三定律

行星的轨道与圆十分接近，在高中我们一般按圆处理，因此：１、行星围绕太阳运动的轨道可以认为是圆，太阳处在圆心。２、行星绕太阳做匀速圆周运动。３、所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

总体来说，就是变速椭圆运动作为匀速圆周运动处理，对应的半长轴即为圆的半径。三、行星运动近似处理方法例题1下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是()A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比A理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（

）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离C跟踪训练1地球和某颗小行星的绕日轨道可以近似看作圆,已知地球质量约为此小行星的质量的64倍,此小行星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的4倍,那么此小行星公转周期大致为(

)A.0.25年B.2年C.4年D.8年例题2D

跟踪训练2AD1.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。2.开普