7.1行星的运动 课件—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册

7.1 行星的运动 在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说 两种对立的看法。地心说认为地球是宇宙的中心，是静止 不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。它符合人们的直接经验。日心说则认为太阳是静止不动的，地球 和其他行星都绕太阳运动，似乎与人们的生活经验不相符合。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受。无论地心说还是日心说，古人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、最和谐的匀速圆周运动。行星运动果真如此吗？ 一、开普勒定律 德国天文学家开普勒用 20 年的时间研究了丹麦天文学 家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速 圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符；只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。他还发现了行星运动的其他规律。开普勒分别于 1609 年和 1619 年发表了他发现的下列规律，后人称为开普勒行星运动 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，太阳处在椭圆的一个焦点上。 （1） 开普勒第一定律告诉我们：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。 （2）开普勒第一定律解决了行星的轨道问题 ①行星的轨道都是椭圆，如图甲所示．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图乙所示，即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳．因此开普勒第一定律又叫轨道定律． ②说明：尽管各行星的轨道大小不同，但它们的共同规律是所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上，如图所示。 ③意义：否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳的准确位置。 (3)绘制椭圆 可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图 7.1-1，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使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作椭圆的焦点。保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？ 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 （1）开普勒第二定律告诉我们 ：当