7.1 行星的运动 课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第1节行星的运动

第七章万有引力与宇宙航行问题：关于行星的运动，你知道古代有哪些主要的观点吗？一、人类对行星运动规律的认识1.托勒密：地心宇宙地心说：地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕地球转动。主要依据：太阳、月亮和星星从头上飞过，东升西落。行星的逆行本轮和均轮均轮“轮上轮”“偏心点”“偏心等距点”缺少简洁性科学家的追求2.哥白尼：拦住了太阳，推动了地球日心说：太阳是宇宙的中心，是静止不动的；地球和其他行星都绕太阳运动。主要观念：美的东西一定是简单与和谐的。地球是一个与其他天体相似的物体。模型的成功：

解释了行星逆行等许多现象。伽利略发明了望远镜3.第谷：天才的观测家把观测天体位置的误差从10’减小到2’。观测结果支持日心说。4.开普勒：真理超出期望采用模型：行星绕太阳做匀速圆周运动。采用数据：第谷的观测数据。结果：

16年70余次尝试，推导结果与第谷的观测数据存在至少8’的偏差。是谁错了？做一做：绘制椭圆1.用工字钉把白纸固定在木板上2.在白纸的中间另外固定两颗工字钉3.把绳子套在两颗工字钉上4.用笔拉住绳子，绷紧绕一圈5.保持一颗工字钉位置不变，移近另一颗工字钉，再画一个椭圆6.保持这颗工字钉位置不变，再移近另一颗工字钉，再画一个椭圆木板白纸工字钉棉绳笔问题：当两颗工字钉靠得很近的时候，你发现什么？二、开普勒定律1.开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。问题：地球绕太阳沿椭圆运动，是匀速率运动吗？春夏两季：186天秋冬两季：179天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。问题：不同的行星绕太阳运转的快慢是否一样呢？行星半长轴a（km）周期T（天）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任务：找出行星绕太阳运转快慢的定量规律结论：a3和T2成正比3.开普勒第三定律（周期定律）

所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。问题：公式中的比例系数k是多少？行星/卫星半长轴（km）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4498601483.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×1018行星/卫星半长轴（km）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地球同步卫星0.04241结论：k与中心天体有关3.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×10181.03×10131.03×1013问题：我们要学习开普勒的哪些科学态度？实事求是、坚持真理、勇于创新16年70余次尝试冤不冤？问题：在某些场合，把行星绕太阳看成做匀速圆周运动是否可行？1.行星轨道：行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。(k与行星无关)行星运动的简化的模型：2.运动快慢：对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动。3.运动周期：所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即：素养升华：描述一个物体的运动时，要选择或建构合适的模型来描述，请从精确度和简洁性两个角度说说你对模型建构的理解。课堂小结行星的运动两种学说地心说日心说三大定律轨道定律面积定律周期定律四大人物托勒密哥白尼第谷开普勒1.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，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球将在哪一年？哈雷（牛津数学教授）学习评价：学习评价：2.天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由“长征五号”运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨