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

宇宙宇宙7.1行星的运动第7章

万有引力与宇宙航行2024/10/1617:381、了解人类对行星运动规律的认识历程，理解开普勒行星运动定律，知道常量k只与中心天体有关。（物理观念）2、根据开普勒第二定律证明行星在近日点的速率大于远日点的速率。（科学思维）3、通过数据分析，有目的地猜想T与a之间的定量关系，通过对数据的多次计算分析得到结论。（科学探究）4、认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一，尊重客观事实、坚持实事求是是科学研究的基本态度和社会责任。（科学态度与责任）学习目标预习提问1、在古代人们通过什么方式认识行星的运动？2、在古代有哪两种比较典型的学说“模型”？第谷（1546-1601）观测大师——第谷时代天才——开普勒1.开普勒第一定律所有的行星围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。开普勒第一定律也常说成轨道定律结论：不同行星轨道不同，所有行星的轨道有一个共同的焦点—太阳【小试牛刀1】（多选）如图所示，对开普勒第一定律的理解。下列说法中正确的是（）

A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它到太阳的距离是不变的B．太阳系中的所有行星有一个共同的轨道焦点C．一个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直

BC2.开普勒第二定律（1）内容：对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。开普勒第二定律也常说成面积定律探究一：春夏两季的时间长还是秋冬两季的时间长？近日点和远日点这两个位置谁的速率大呢？如何解释呢？

（2）推论：近日点速率最大；远日点速率最小。【小试牛刀2】2023年4月20日，美国太空探索技术公司（SpaceX）的重型运载火箭“星舰”从得克萨斯州起飞，但在升空3分钟后爆炸，航天器未能成功进入预定轨道。马斯克和星舰团队并没有气馁，而是相互庆贺，展现了团队们的决心与毅力，其中移民火星是他们的雄心计划之一、如图，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳既是火星轨道的焦点，又是地球轨道的焦点B．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变C．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D．在相等的时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等。A行星/卫星半长轴a（106km）周期T（天）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759行星/卫星aT水星0.3870.241金星0.7230.615地球1.0001.000火星1.5231.880木星5.20111.860土星9.53929.460a-Ta2-Ta3-T2a3=kT2

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。开普勒第三定律也常说成周期定律3.开普勒第三定律【小试牛刀3】2022年12月8日发生了火星冲日现象，即太阳、地球、火星处于同一直线，此时是观察火星的最佳时间。已知地球公转轨道半长轴R0，火星和地球的公转周期分别为T和T0，则火星绕太阳公转轨道半长轴为半长轴a（km）周期T（天）k（m³/s²）地球149×1063653.36×1018火星228×1066873.36×1018月球38440027.321.03×1013同步卫星424000.00271.03×1013木卫一4217001.773.21×1015木卫二6710343.553.21×1015木卫三10704127.153.21×1015结论：（1）开普勒第三定律也适用于太阳系以外的其他环绕系统，不同的环绕系统，k值不同。（2）比值k是与行星无关而只与围绕的中心天体有关的常量。

实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。开普勒三定律（近似圆轨道）(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在

。(2)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)

，即行星做

运动。(3)所有行星

的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值

，圆心不变匀速圆周轨道半径r相等r【小试牛刀4】假如某未知天体绕太阳做椭圆轨道运动，天体的公转周期为8年，地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为R，则未知天体距太阳的最远距离为（）A.2RB.4RC.7RD.8RC(1)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。(

)(2)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。(

)(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(

)(4)开普勒第三定律中的常量k与行星无关，与中心天体也无关。(

)(5)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(

)(6)太阳系中所有行星的运动速率是不变的。(

)×√√×××辨析高考链接：（2024·黑龙江·校联考一模）如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，下列说法正确的是（

）A．椭圆轨