7.1 行星的运动（课件）-2020-2021学年下学期高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）

中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动 学易同步精品课堂 （高一 下） 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 明月几时有？把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年。 课堂引入： 课堂引入： 人们仰望星空，遐想无限。天体的运行有没有可循的规律呢？ 一、一段探索的历程 从亚里士多德到埃拉托色尼，再到阿里斯塔克，人们终于走出了天圆地方，知道了天的高度、地的厚度。 二、两种学说的碰撞 地 心 说 日 心 说 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、两种学说的碰撞 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 “地心说”的不足 随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多。如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、两种学说的碰撞 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 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、两种学说的碰撞 “日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。 其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【观测大师：第谷】 哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10’，第谷把这个不确定性减小到2’。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 “日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。 第谷（1546-1601） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【数学天才：开普勒】 德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及数据，他得到的结果与第谷的观察数据相差8’，而当时第谷公认的误差为2’。开普勒经过20年的研究和四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，并总结为行星运动三大定律。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、开普勒行星运动定律 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。 1.开普勒第一定律： 说明：（1）太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。 （2）不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。 【轨道定律】 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 做一做 椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两焦点的距离之和有什么关系? 思维拓展：把细绳的两端合在一起（即两个焦点合并成一个点），再用铅笔把细绳拉紧，在板上画出的图形是什么？ 想一想 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、开普勒行星运动定律 对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 2.开普勒第二定律： 说明：行星在近日点速率大于远日点速率。 【面积定律】 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 春夏两季（186天）比秋冬两季（179天）要长。 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】 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 三、开普勒行星运动定律 所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。 3.开普勒第三定律： 猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟谁有关吗?行星？太阳？ 【周期定律】 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 行星/卫星 半长轴（106km） 周期（天） k（m³/s²） 水星 57 87.97 金星 108 225 地球 149 365 火星 228 687 木星 778 4333 土星 1426 10759 天王星 2870 30660 海王星 4498 60148 月球 0.3844 27.3 同步卫星 0.0424 1 3.36×10^18 3.36×10^18 3.36×10^18 3.36×10^18 3.36×10^18 3.36×10^18 3.37×10^18 3.37×10^18 1.03×10^13 1.03×10^13 【验证猜想】