7.1 行星的运动（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

7.1 行星的运动 人教版（2019）物理（必修第二册） 第六单元 圆周运动 老师： 授课时间： 1 课堂导入 人类初步探索宇宙的方法： 看天 中国 西方 高山围起了大地，而天空则高悬在高山之上。每天太阳横穿过天空，然后潜入地下隧道，到了第二天，再从东方升起。 继续观察 中国 阴阳历 二十八星宿 西方 埃及历法 二十八星宿 “看天” 课堂导入 在中国，虽然人们很早就进行了天星观测并取得了非凡的成就，但是由于封建集权的限制，没有形成系统的研究。而西方，在亚里士多德提出球星大地的基础上进入了宇宙模型建立的阶段。 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 课堂导入 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 课堂导入 “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。 “日心说”是怎样战胜“地心说”的呢？ 问题 课堂导入 第谷是“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。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。 第谷（1546-1601） 课堂导入 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。 一、开普勒定律 1.开普勒第一定律（轨道定律） 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、太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处，多数行星的轨道十分的接近圆。 2、不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道不同，但太阳处在所有椭圆轨道的一个共同焦点上。 注意： 行星轨道 焦点 太阳 焦点 ● 1.开普勒第一定律（轨道定律） 一、开普勒定律 做一做 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？ 思考：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? 一、开普勒定律 一、开普勒定律 2.开普勒第二定律(面积定律） 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。 说明：行星在近日点速率大于远日点速率。 一、开普勒定律 3.开普勒第三定律（周期定律）： 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。 猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟谁有关吗?行星？太阳？ 一、开普勒定律 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 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.37×1018 3.37×1018 1.03×1013 1.03×1013 结论： (1)开普勒第三定律也适用于太阳系以外的其他环绕系统， 不同的环绕系统，k值不同。 (2)k值与环绕天体无关，由中心天体决定。 一、开普勒定律 二、行星运动模型 我们通常将行星的轨道近似为圆，这样合理吗？ 实际上，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。 二、行星运动模型 既然我们可以将行星运动近似认为做圆周运动，那么行星在做什么样的圆周运动？ 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做匀速圆周运动。 若将行星运动轨道按圆处理，则开普勒三定律又该如何表述？ 所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等，即 课堂小结 行星的运动 一段宇宙探索历程 1、地心说 2、日心说 开普勒三大定律 1、轨道定律 2、面积定律 3、周期定律 课堂练习 1.(两种学说的认识)(多选)探索宇宙的奥秘,一直是人类孜孜不倦的追求。下列说法正确的是(　　) A.地球是宇宙的中心,太阳、月球及其他行星都绕地球运动 B.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动 C.地球是绕太