7.1 行星的运动-【知识精研】高一物理备课高效互动课件（人教2019必修第二册）

第七章

万有引力与宇宙航行第一节行星的运动

思考：

不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？

行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？1、地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。代表人物托勒密。2、日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。代表人物哥白尼。3、局限性：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、最和谐的匀速圆周运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。一、人类对行星运动规律的认识例1(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个观点，这四个观点目前看来存在缺陷的是(

) A.宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。 B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动。 C.天穹不动，地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象。 D.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。

ABC思考讨论：

我们生活的地球自转的同时还绕太阳公转，从而造成四季变换，如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。

太阳是否在轨道中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相等？二、开普勒行星运动定律1、开普勒第一定律：

所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。焦点太阳焦点●2、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。远处速度慢近处速度快秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。3、开普勒第三定律：

所有行星的椭圆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。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

（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)由开普勒第二定律可判定行星(或卫星)运行离中心天体越近，速度越大；行星(或卫星)运动离中心天体越远，速度越小。(4)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。

例2“天问一号”成功被火星捕获，成为火星的人造卫星。这也拉开了我国探索火星的序幕。结合开普勒行星运动定律，判断下列对火星的说法正确的是(

)A.太阳位于火星运行轨道的中心B.火星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星和地球公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积

C三、开普勒定律的应用BC课堂练习1、自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意，人类用智慧的头脑不断地探索星体运动的奥秘。下列对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是(

) A.人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心 B.人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心 C.人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 D.开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论DBDAC课堂练习4、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再次出现.(1)若这颗彗星在近日点的线速度大小为v1，在远日点的线速度大小为v2，试比较v1与v