3.1 天体的运动 课件-2022-2023学年高一下学期物理教科版必修2

第三章 1.行星的运动 1 一.认识天体 恒星： 能自行发光发热的球状或类球状天体 太阳 3 一.认识天体 行星： 自身不发光，绕恒星周期运动的天体 地球 3 一.认识天体 卫星：围绕行星周期运动的天体 月球 人造卫星 3 地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的；太阳，月亮以及其他行星都绕地球做圆周运动（托勒密，亚里士多德） 日心说：宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转（歌白尼，布鲁诺） 二.研究历史 3 第谷（1546-1601） 开普勒（1571-1630） 二.研究历史 3 三.开普勒定律 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（轨道定律） 4 学生活动： 画椭圆： 1、把不可伸长的绳子两端固定在两个图钉上（使绳子处于松弛状态 ）2、用笔拉着绳子中任一部分，拉紧画圈。 4 三.开普勒定律 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（面积定律） 当行星距离太阳越近时，速度越快 太阳 行星轨道 4 例1.如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，则下列说法正确的是（ ） A.速度最大点是A点 B.速度最小点是C点 C.m从A到B做加速运动 D.m从B到A做加速运动 AD 4 三.开普勒定律 开普勒第三定律：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 k只与中心天体的质量有关 （周期定律） 4 需要注意： （1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量． （2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运动． （3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的． 开普勒是用数学公式表达物理定律并最早获得成功的人之一。从此数学公式就成为表达物理学定律的基本方式。 注意：开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于 的运动． 三.开普勒定律 卫星绕行星 例2. 后世尊称开普勒为“天空立法者”下列关于开普勒行星运动定律的内容或理解正确的是( ) A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.离太阳越近的行星运动周期越短 C.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小,距离大时速度大 D.行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 4 例 3.关于开普勒行星运动的公式以下理解正确的是( ) A.k 是一个与中心天体无关的量 B.T 表示行星运动的自转周期 C.T 表示行星运动的公转周期 D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 ，周期为 ;月球绕地球运转轨道的半长轴为 ，周期为.则： C 4 例4.某两颗绕太阳运行的天体A和B的轨道半长轴之比a1：a2=2: 1,它们的质量比为M1: M2=4: 1,求它们的公转周期比T1: T2 4 由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理 三.开普勒定律 三.开普勒定律 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 行星绕太阳运动的轨道接近圆，太阳处在圆心上 圆处理 4 三.开普勒定律 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 行星做匀速圆周运动 圆处理 4 三.开普勒定律 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 所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 圆处理 4 行星的运动 两种 学说 开普勒 行星运 动定律 地心说：托勒密、亚里士多德 日心说：哥白尼、布鲁诺 第一定律：椭圆，焦点 第二定律：面积 第三定律： 小结： 4 三.开普勒定律 环绕天体 中心天体 半长轴（km） 周期（天） K（m³/s²） 天王星 太阳 2870 30660 海王星 4498 60148 月球 地球 0.3844 27.3 同步卫星 0.0424 1 3.37×10^18 1.03×10^13 K与环绕天体无关，只与中心天体有关 $