行星的运动课件-高一下学期物理人教版

第七章万有引力与宇宙航行行星的运动主讲人：陈朋1、了解人类对行星运动规律的认识历程。2、理解开普勒行星运动定律。3、能运用开普勒定律分析行星运动问题。屈原（公元前340年—公元前278年），在《天问》中提出对日月星辰的探究天何所沓？十二分焉？日月安属？列星安陈？天上日月在何处会合？黄道天体又是怎样划分为十二区的？日月是怎样附着在天上而不掉下来？群星又是如何排列而井然有序？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。中国古代对行星运动的认识盖天说

五星行度，唯留逆之际最多差。自内而进者，其退必向外；自外而进者，其退必由内。其迹如循柳叶，两末锐，中间往还之道相去甚远。故两末星行成度稍迟，以其斜行故也；中间行度稍速，以其径绝故也。北宋

沈括中国古代对行星运动的认识注释：五星运行的数据，以五星稽留和逆行之际误差最多。五星自黄道以北向北前行的，它们的退行必然要趋向黄道以南；自黄道以南向南前行的，它们的退行必然要进入黄道以北。五星的轨迹如同沿着柳叶运行的椭圆形，两头尖锐，中间往返的路径之间相距很远。所以在轨迹的两头，五星的运行速度稍慢，这是由于它们斜行的缘故；在轨迹的中间部分，则五星的运行速度稍快，这是由于它们直行的缘故。地心说托勒密：地心说。地心说认为

是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕

运动。哥白尼：日心说。日心说认为

是静止不动的，地球和其他行星都绕

运动。日心说地球地球太阳西方古代对行星运动的认识第谷：天才的观测家。几十年如一日的观测行星的位置，积累了大量准确的资料。第谷的天文学观测开普勒：他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，否定了几十种假设，最后终于通过计算他发现了行星运动三大定律，简称开普勒三大定律。开普勒——天空立法者伽利略、牛顿的贡献思考：如图为行星绕太阳转动的示意图，观察各行星的运动轨迹，它们是规则的圆形吗？它们绕太阳一周的时间分别为：水星约88天、金星约225天、地球约365天、火星约687天、木星约11.9年、土星约29.5年、天王星约84.0年、海王星约164.8年，据此猜测行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的距离有什么样的定性关系？不是它们到太阳的距离越大，周期越长所有行星绕太阳运动的轨道都是

，太阳处在________________上。开普勒第一定律又叫轨道定律。椭圆椭圆的一个焦点说明：行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆；太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上；行星与太阳间的距离是不断变化的。（1）、开普勒第一定律：1、开普勒三定律

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

。开普勒第二定律又叫面积定律。(2)开普勒第二定律：面积相等同一行星在近日点时速度最大，在远日点时速度最小。

由扇形面积公式可知（微元法）思考1：近日点与远日的速度大小相等吗？92到93天93到94天90到91天90天左右思考2：为何春夏秋冬四节相隔日期不相同？表达式：

，其中a代表椭圆轨道的

，

T代表

，比值k是一个对所有行星

的常量。

内容：所有行星轨道的

跟它的_________________的比都相等，开普勒第三定律又叫周期定律。(3)开普勒第三定律：半长轴的三次方公转周期的二次方

都相同F2F1行星半长轴a半长轴公转周期行星/卫星半长轴（km）周期（天）k（m³/s²）水星5787.973.36×1018金星1082253.36×1018地球1493653.36×1018火星2286873.36×1018木星77843333.36×1018土星1426107593.36×1018天王星2870306603.37×1018海王星4498601483.37×1018月球0.384427.31.03×1013地球同步卫星0.042411.03×1013说明：比值k与行星无关，只与中心天体有关。开普勒第三定律不仅适用于行星运动也适用于卫星运动，不过k值与中心天体有关。

通过对表格中的数据分析，你是否发现决定k值大小的关键性因素？

圆心不变匀速圆周轨道半径r比值都相等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。2.应用开普勒第三定律解题的思路和技巧①首先判断两个(或多个)行星的中心天体是否相同,只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立。②明确题中给出的周期关系或半长轴(或半径)关系。③根据开普勒第三定律列式求解。(1)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。(

)(2)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(

)(3)开普勒第三定律中的常量k与行星无关，与太阳也无关。(

)(4)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(

)√√××1.(2023·南通市高一期中)如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的是A.夏至时地球公转的速度最大B.冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小C.从冬至到春分的时间大于地球公转周期的四

分之一D.从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间√远日点，速度最小离太阳越近公转速度越大，则时间小于四分之一周期离太阳越远公转速度越小，则时间大于四分之一周期

√3、

太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道半长轴为1.524天文单位(地球到太阳的平均距离为1天文单位)。则火星公转一周约为A.0.8年 B.2年

C.3年 D.4年√人类对行