7.1 行星的运动 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.1行星的运动 PLANETARY MOTION 授课人：HUDIE 时间：230306 1 目录/Contents 01.一段探索历程 02.开普勒定律 2 人们仰望星空，遐想无限。天体的运行有没有可循的规律呢？ 3 第壹部分 一段探索历程 A period of exploration 4 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-托 勒 密 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-哥白尼 5 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10ˊ，第谷把这个不确定性减小到2ˊ。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 一代观测大师 6 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，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。 时代的天才--开普勒 7 第贰部分 开普勒定律 Kepler's law 8 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。 说明： 1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。 2.不同行星轨道不所有轨道的焦点重合。 开普勒第一定律也常说成轨道定律 开普勒第一定律 9 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。 开普勒第二定律 开普勒第二定律也常说成面积定律 10 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？ 11 开普勒第三定律 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？ 开普勒第三定律也常说成周期定律 12 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： 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。 k值与环绕天体无关，由中心天体决定。 数据与规律 13 行星运动的近似处理方法 实际上，行星的轨道与圆十分接近（图 7.1-3），在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。 14 行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于圆心。 行星绕太阳做匀速圆周运动。 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 15 16 行星的运动 两种学说 地心说 日心说 三大定律 轨道定律 面积定律 周期定律 四大人物 托勒密 哥白尼 第谷 开普勒 $