内容正文:
1.行星的运动
1.了解地心说和日心说的主要内容和代表人物。
2.知道人类对行星运动的认识过程。
3.理解并应用开普勒定律分析一些简单问题。
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1.两种对立的学说
(1)地心说
①地球是宇宙的中心,是静止不动的。
②太阳、月亮以及其他星体都绕地球运动。
③地心说的代表人物是古希腊天文学家托勒密。
(2)日心说
①匀速圆周运动。
太阳是宇宙的中心,是静止不动的,所有行星都绕太阳做
②地球是绕地球旋转的卫星。
太阳旋转的行星;月球是绕
③日心说的代表人物是哥白尼。
(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、最和谐的第谷的观测数据不符。
匀速圆周运动,但计算所得的数据和丹麦天文学家
2.开普勒定律
(1)开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆的一个焦点上。
椭圆,太阳处在
(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的面积相等。
(3)开普勒第三定律:所有行星的轨道的无关(填“有关”或“无关”)的常量。
=k,其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是一个与行星公转周期的二次方的比值都相等。其表达式为半长轴的三次方跟它的
判一判
(1)太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳运动。( )
(2)太阳每天东升西落,这一现象说明太阳绕着地球运动。( )
提示:(1)× 这是日心说的观点,具有历史局限性。
(2)× 太阳每天东升西落,是由于地球每天自西向东自转一周。
想一想
地心说和日心说是两种截然不同的观点,现在看来这两种观点哪一种是正确的?
提示:两种观点受人们认识的限制,是人类发展到不同历史时期的产物。两种观点都具有历史局限性,现在看来都是不完全正确的。
课堂任务 开普勒定律
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:行星绕太阳运动的轨道如图甲中所示,行星绕太阳运动的轨道是圆吗?
提示:不是,是椭圆。
活动2:行星绕太阳的运动如图乙所示,三个扇形状的阴影部分为行星与太阳的连线在相等时间扫过的面积,分析图乙可得出什么结论?[来源:学。科。网Z。X。X。K]
提示:从图乙可以看出:(1)行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上;(2)三个扇形的面积相等,即行星与太阳的连线在相等时间扫过相等的面积。
活动3:讨论、交流、展示,得出结论。
1.开普勒定律的描述及意义
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2.补充说明
(1)行星的轨道都是椭圆,不同行星轨道半长轴不同,即各行星的椭圆轨道不同,但太阳是所有椭圆轨道的共同焦点。
(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点,同一行星在轨道上离太阳越近时,速度越大,在近日点速度最大,在远日点速度最小,且离太阳越近,行星的速率越大。
(3)公式=k不只适用于太阳,还适合所有的行星绕着恒星运动,也适合卫星绕着行星运动,其中的k是只与中心天体有关,与环绕天体没有关系。比如:月球和其他人造卫星都绕地球的运动,其中常数k只与地球有关。
(4)公式=k,对于同一中心天体来说,k的数值相同;对于不同的中心天体,k的数值不同。
例1 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,则太阳是位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
(1)太阳与行星的位置关系是什么?
提示:行星绕太阳转动的轨道是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
(2)行星绕太阳转动时的速度大小变化吗?
提示:变化,在近日点速度最大,远日点速度最小。
[规范解答] 根据开普勒第二定律:行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,得到行星在近日点速度最大,远日点速度最小。因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳位于离A点近的焦点F2上,A正确。
[完美答案] A
各行星绕太阳运动的轨道不同,但都是椭圆,且各行星的轨道都有一个共同的焦点,太阳处在这个共同的焦点位置。各行星均在各自轨道的近日点时速度最大,远日点时速度最小。
(多选)关于行星绕太阳运动的说法正确的是( )
A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点
B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形,并不都是椭圆
C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向
D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
答案 AC
解析 太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上,A正确,B错误;行星的运动是曲线运动,运动方向总是沿着轨道的切线方向,C正确;行星从近日点向远日点运动时,行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于90°,行星从远日点向近日点运动时,行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90°,D错误。
例2 飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其公转周期为T。如