6.1 行星的运动 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2

1行 星 的 运 动 ■地心说(Geocentric Universe) 观点：认为地球是宇宙的中心，地球是静止不动，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动. 代表人物是古希腊学者托勒密. ■日心说(Solarcentric Universe) 观点:认为太阳是宇宙的中心，地球、月亮及其他行星都在绕太阳运动. 代表人物 波兰天文学家是哥白尼. ■第谷的天文学观测 仙后座的新星爆发 丹麦伟大的天文学家第谷，他对天体运动的看法与其他古人一样，也认为天体在做匀速圆周运动。 ■开普勒三定律 开普勒第二定律 开普勒研究第谷的行星观测记录，发现若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的运动是椭圆，才能解释这种差别。 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。 2.开普勒第二定律 （面积定律） 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。 开普勒定律 近日点 远日点 2a 思考：行星在近日点和远日点的速度， 哪个大一些？ 近日点速度大于远日点速度 3.开普勒第三定律 （周期定律） 表达式： a3 T2 = k   K是与行星无关的常量，与中心天体有关。 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 说明：行星的椭圆轨道很接近圆。在要求不太高时，通常可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，使处理问题的方法大为简化，将半长轴a视为半径R。 返回 解析： 答案：BC 返回 例2：太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太阳运动，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： 即 图6－1－4 [例3] 某行星绕太阳运行的椭 圆轨道如图6－1－4所示，F1、F2是 椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点 F1上，A、B两点是焦点F1和F2的连 线与椭圆轨道的交点。已知A到F1的距离为a，B到F1的距离为b，则行星在A、B两点处的速率之比是多少？ [思路点拨]　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的面积相等。 图6－1－4 返回 返回 1.图6－1－5是行星m绕恒星M运行的示意图， 下列说法正确的是 (　　) A．速率最大点是B点 B．速率最小点是C点 C．m从A点运动到B点做减速运动 D．m从A点运动到B点做加速运动 图6－1－5 返回 解析：由开普勒第二定律知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过的面积相等；A点为近地点，速率最大，B点为远地点，速率最小，所以A、B错误；m由A点到B点的过程中，离太阳的距离越来越远，所以m的速率越来越小，故C正确，P正确 答案：B 返回 1．下列关于对开普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k的理解，正确的是(　　) A．T表示行星的自转周期 B．k是一个仅与中心天体有关的常量 C．该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行 星的运动 D．若地球绕太阳运转的半长轴为a1，周期为T1，月球绕 地球运转的半长轴为a2，周期为T2，由开普勒第三定 律可得eq \f(a\o\al( 3,1),T\o\al( 2,1))＝eq \f(a\o\al( 3,2),T\o\al( 2,2)) [解析]　设行星在近地点和远地点在Δt时间内转过的角度分别为θ1和θ2，则在Δt时间内扫过的面积分别为eq \f(1,2)a2θ1和eq \f(1,2)b2θ2，由开普勒第二定律有eq \f(1,2)a2θ1＝eq \f(1,2)b2θ2 即eq \f(1,2)a2ω1Δt＝eq \f(1,2)b2ω2Δt 又有vA＝ω1a，vB＝ω2b，故vA·a＝vB·b 所以eq \f(vA,vB)＝eq \f(b,a)。 [答案]　eq \f(b,a) $