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

行星的运动 2 理解开普勒行星运动定律，知道开普勒第三定律中k值大小只与中心天体有关 3 能用开普勒三定律分析行星运动问题 1 了解地心说与日心说的主要内容和代表人物 人类对行星运动规律的认识 仰望浩瀚的星空，天体的运动有什么规律？ 两种对立的学说 1.地心说代表人物是古希腊天文学家托勒密，认为地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他星体都围绕地球运动. 两种对立的学说 2.日心说的代表人物是哥白尼， 认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动. 对地心说和日心说的理解 地心说与日心说的局限性体现在哪里？ 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，但开普勒据此计算发现，所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符. 开普勒行星运动定律 观察各行星的运动轨迹 它们是规则的圆形吗？ 不是 观察各行星的运动轨迹 它们绕太阳一周的时间分别为：从中心向外依次是水星约88天、金星约225天、地球约365天、火星约687天、木星约11.9年. 据此猜测行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的距离有什么样的定性关系？ 距离越大，周期越长 开普勒定律 (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. 开普勒定律 (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. 开普勒定律 (3)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.公式为： = k.比值k是一个对所有行星都相同的常量 长轴 短轴 行星运动的近似处理 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. 这样就可以说： (1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心. 椭圆轨道 圆轨道 行星运动的近似处理 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. (2)行星绕太阳做匀速圆周运动. (3) = k， r为行星轨道半径 开普勒行星运动定律的应用 1.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星运动.如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置(近地点)和最远位置(远地点)，哪点速度比较大？ 利用开普勒第二定律可知：在近地点速度比较大 开普勒行星运动定律的应用 2.开普勒第三定律的表达式为 ，其中a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，比值k的大小与行星质量有关吗？ 无关，比值k是一个与太阳有关而与行星无关的常量 1、人类对行星运动规律的认识：从地心说到日心说 2、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． (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． (3)开普勒第三定律： 1.下列说法正确的是 A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动 B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不完全正确的 √ 2.(2021·烟台高一检测)在2021年春节联欢晚会上，“天问一号”火星探测器系统总设计师孙泽洲现场宣布：“天问一号”成功被火星捕获，成为火星的人造卫星.这也正式拉开了我国探索火星的序幕.结合开普勒行星运动定律，我们可以判断下列对火星的说法正确的是 A.太阳位于火星运行轨道的中心 B.火星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星和地球公转周期二次方的比等于它们轨道半长轴三次方的比 D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的 面积 √ 根据开普勒第三定律： 3.(课本第48页第1题改编)木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球公转轨道的半径为1天文单位，则木星公转的轨道半径约为 A.2天文单位 B.5.2天文单位 C.10天文单位 D.12天文单位 √ 根据开普勒第三定律： 4.(2021·北京师大附中月考)如图所示，海王星绕太阳做椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星从P经M、Q到N的运动过程中 A.从P到M所用的时间等于 B.从Q到N所用的时间等于 C.从P到Q阶段，速度逐渐减小 D.从M到N所用时间等于 √ 开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等． ＝k $