高一物理必修二人教行星的运动全解

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1、高一物理必修二人教行星的运动全解高一物理必修二人教行星的运动全解嫦娥一号奔月嫦娥一号奔月3D模拟点火变轨实况模拟点火变轨实况第1页/共27页阅读材料人们对天体运动的认识，历史上曾有两种不同的观点：地心说和日心说。 地心说认为：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮和其他行星都围绕地球运动。地心说是以亚里士多德为代表的哲学家们提出的，他们还认为天体都沿着最完美的轨道圆运动。公元2世纪，天文学家托勒密写了天文集一书，使地心说进一步得到发展和完善，由于地心说符合人们看到的日月星辰从东方升起，从西方落下的现象，又符合天主教关于地球是宇宙的中心的教义，因而得到教会的支持，长期被当作信条，禁锢人们的思

2、想1000多年。 但是，随着人们对天象的深入观测，对天文资料的丰富积累，人们发现实际观测到的行星位置与按地心说推算出的位置偏差越来越大，这表明地心说没有揭示行星运动的本质规律。16世纪，波兰天文学家哥白尼根据以往天文观测的大量资料，并经过40多年的天文观测及潜心研究，提出了日心说。日心说的主要内容是：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 第2页/共27页 但是，日心说不符合宗教的教义，被教会视为异端邪说。意大利人布鲁诺因坚持日心说被教会用火烧死，伽利略也因宣传日心说受到教会的审讯和囚禁。直到1979年，在大量的事实面前，教会才不得不宣布对主张日心说的人的迫害是错误的，承认地心说不正确

3、。 研究行星的运动规律，需要对行星进行观测丹麦天文学家第谷连续20年对行星位置细致观测、认真记载，积累大量精确数据。他的学生德国人开普勒根据这些数据，经过四年多周密计算先后否定19种设想，才发现行星沿椭圆轨道运行的规律，即开普勒三定律,天文学获得大发展。l回答问题：1、古人对天体运动存在哪些看法？2、什么是地心说？什么是日心说？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说之争结果是什么？第3页/共27页在古代，人们对天体的运动存在着“地心说”和“日心说”两种对立的看法1、古人对天体运动存在哪些看法？2、什么是地心说？什么是日心说？第4页/共27页托托 勒勒 密密 地球是世界的中心地球是世界的

4、中心, ,并且静止不并且静止不动动, ,一切行星围绕地球做圆周运动一切行星围绕地球做圆周运动第5页/共27页 太阳是世界的中心太阳是世界的中心, ,并且静止不并且静止不动动, ,一切行星都围绕太阳做圆周运。一切行星都围绕太阳做圆周运。哥白尼哥白尼第6页/共27页3、哪种学说占统治地位的时间较长？第7页/共27页“日心说”战胜了“地心说”，最终被接受第8页/共27页图钉图钉图钉图钉用图钉和细绳画椭圆用图钉和细绳画椭圆动画第9页/共27页行星的运行轨道是什么形状的呢？行星的运行轨道是什么形状的呢？第10页/共27页开普勒开普勒开普勒第一定开普勒第一定律律第11页/共27页开普勒第二定律对于每一个行

5、星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积l用公式表示为： SAB=SCD=SEK l由此可见：行星在远日点a的速率最小，在近日点b的速率最大。太阳远日点a近日点bt1t4t3t2第12页/共27页行星平均轨道半径（米）周期（秒）水星5. 7910107.60 106金星1.0810111.94 107地球1.4910113.16 107火星2.2810115.94 107木星7.7810113.74 108土星1.4310129.30 108天王星2.8710122.66 109海王星4.5010125.20 109下表给出了太阳系八大行星的平均轨道半径和周期的数值，利用表中的2-

6、3组数据求出R3/T2的值，你能发现什么规律？K水=3.36 1018K金= 3.35 1018K地= 3.31 1018K火= 3.36 1018第13页/共27页开普勒第三定律所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等地球太阳Rl数学表达式：T2R3=Kl其中R是椭圆轨道的长半轴，T是行星绕太阳公转的周期，K是一个行星无关的常量。第14页/共27页第15页/共27页多数行星的轨道与圆十分接近，所以在多数行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中能够按圆处理中学阶段的研究中能够按圆处理 行星的运动是椭圆轨道行星的运动是椭圆轨道行星的运动是圆轨道行星的运动是圆轨道 所

7、有的行星围绕太阳运动的轨道都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是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上点上对于每一个行星而言，太阳和行对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的星的连线在相等的时间内扫过相等的面积面积 所有行星的椭圆轨道的长半的三次所有行星的椭圆轨道的长半的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方跟公转周期的二次方的比值都相等多数大行星绕太阳运动的轨道十多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心分接近圆，太阳处在圆心对某一行星来说，它绕太阳做圆对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）大小不变，周运动的角速度（线速度）大

8、小不变，即行星做匀速圆周运动即行星做匀速圆周运动所以行星轨道半径的三次方跟它所以行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等的公转周期的二次方的比值都相等。第16页/共27页 填空填空1、在古代人们对于天体的运动存在着、在古代人们对于天体的运动存在着“地心说地心说”和和“日心说日心说”两两种种对立的看法，地心说认为（对立的看法，地心说认为（ ）是宇宙的中心，是静止不动）是宇宙的中心，是静止不动的；日心说认为（的；日心说认为（ ）是静止不动的，这两种认识中）是静止不动的，这两种认识中（ ）更科学些。）更科学些。2、古代把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是完美、古代把天体的运动看

9、得很神圣，认为天体的运动必然是完美、和谐的（和谐的（ ）运动，后来）运动，后来 （ ）仔细研究了第）仔细研究了第谷的观测资料，经过谷的观测资料，经过4年多的刻苦计算，最后终于发现：所有的年多的刻苦计算，最后终于发现：所有的行星绕太阳运动的轨道都是（行星绕太阳运动的轨道都是（ ）形。）形。 四 素质训练地球地球太阳太阳日心说日心说匀速圆周运动匀速圆周运动开普勒开普勒椭圆椭圆第17页/共27页选择选择 1 下列说法正确的是下列说法正确的是-( )A 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转；地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转；B 太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳转；太阳是宇宙的

10、中心，所有天体都绕太阳转；C 太阳是静止不动的，地球、月亮及其他行星绕太阳转，太阳是静止不动的，地球、月亮及其他行星绕太阳转，D “地心说地心说”和和“日心说日心说”现在看来都不正确。现在看来都不正确。D第18页/共27页2 如图所示是行星如图所示是行星 m 绕恒星绕恒星M运动情况示意图，下列说法正运动情况示意图，下列说法正确的是确的是- （ ）CABDM。mA 速度最大的点是速度最大的点是B点；点；B 速度最小的点是速度最小的点是C点；点；C m从从A到到B做减速运动；做减速运动；D m从从B到到A做减速运动。做减速运动。C。第19页/共27页A .F2 B. F1 C. A D. BAAB

11、F2.F1.第20页/共27页4关于开普勒行星运动的公式关于开普勒行星运动的公式 ，以下理解正确，以下理解正确的是的是- （ ）A K是一个与行星无关的量是一个与行星无关的量B 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，地，周期为周期为T地，地，月月球绕地球运转轨道的半长轴为球绕地球运转轨道的半长轴为R月，月，周期为周期为T月，月，则则C T表示行星运动的自转周期表示行星运动的自转周期D T表示行星运动的公转周期表示行星运动的公转周期T地地2R地地3=T2R3=KT月月2R月月3AD第21页/共27页KTR23由由32322131TRTR5 太阳系中的八大行星均在各自的

12、轨道上绕太阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨道半径比为R1：R2=2：1，他们的质量比为M1：M2=4：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2？解：1832312221RRTT22821TT即第22页/共27页l地心说与日心说之争l开普勒对行星运动的描述：第一定律：第二定律：第三定律： 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 对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积 所有行星的椭圆轨道的长半轴的 三次方跟公转周期的二次方的比值都相等第23页/共27页布置作业：布置作业：P33 1 4 预习第二节思考问题预习第二节思考问题（1）是什么原因使行星绕太阳运动？）是什么原因使行星绕太阳运动？（2）牛顿如何从开普勒第三定律出发，）牛顿如何从开普勒第三定律出发，得出太阳对行星的引力？得出太阳对行星的引力？第24页/共27页第25页/共27页第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页