行星的运动高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章

万有引力与宇宙航行人教版必修二7.1行星的运动1.知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。2.明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。3.知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。一、学习目标

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？二、新课导入三、新知学习一、人类对行星运动的认识中国古人对天体运动的看法及发展过程

中国古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。浑天说（东汉）东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。一、人类对行星运动的认识代表人物：托勒密地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动。地心说一、人类对行星运动的认识代表人物：哥白尼太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳运动。日心说一、人类对行星运动的认识第谷（1546-1601）观测大师——第谷一、人类对行星运动的认识把观测天体位置不确定性的误差由10’减小到2’观测结果为哥白尼的学说提供了关键性支持。“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。一、开普勒定律开普勒（德国）开普勒通过对第谷观测数据20年潜心研究，发现行星轨道是匀速圆周运动，计算数据和第谷的观测数据有8′的误差，他假设行星轨道是椭圆，这是计算数据和观测数据完美契合。他提出了行星运动规律——开普勒定律利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。开普勒行星运动定律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，太阳处在椭圆的一个焦点上。RFF地球做一做：

用一条细绳和两个图钉画椭圆，把细绳两端用图钉固定，用铅笔紧贴着细绳滑动，使细绳始终保持张紧状态，铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点。例1：关于开普勒第一定律，下列说法不正确的是()A．它的发现是建立在天文学家第谷的观测数据之上B．该定律中的“所有行星”是指除太阳外太阳系的所有天体C．开普勒假设天体不是做匀速圆周运动是发现该定律的原因之一D．开普勒执着于计算和观测数据之间的差别是发现该定律的原因之一

B针对训练1解析：开普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太阳系中行星的卫星，例如月球。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相等的面积。行星在近日点速率大于远日点速率。根据开普勒第二定律，你是否可以解释一下为什么在近日点行星运动的快，在远日点行星运动的慢？你认为春夏两季的时间长还是秋冬两季的时间长？学以致用针对训练2例题2：某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于()F2B.AC.F1D.BABF1F2A【解析】根据开普勒第二定律，可知太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点大,所以太阳位于F2点。3.开普勒第三定律：（周期定律）

所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。注意：1、k为常数，与行星本身无关只与太阳（中心天体）质量有关，不同的中心天体k值不一样。2、a是椭圆轨道的半长轴，若行星做匀速圆周运动，则a为其半径R。表达式：a3T2=k例题3：已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b,则它们的公转周期之比为________。针对训练3在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心1.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2.对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等即R³/T²=k三、当堂检测1.下列说法正确的是（

）A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．所有天体的运动都是完美的匀速圆周运动2.关于行星运动,以下说法正确的是()A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大.B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大.C.水星的半长轴最短,公转周期最大.D.海王星离太阳”最远”,绕太阳运动的公转周期最长.3.如图所示为行星m绕恒星M运动的示意图，下列说法正确的是（

）A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动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，如图所示，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，则关于它下次飞近地球的时间，下列判断正确的是（

）A.大约在2070年B.大约在2062年C.大约在2048年D.大约在2035年B1、开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭