《金榜课件》必修二 第六章 万有引力与航天 第1节 行星的运动 （教学课件+素材）（4份打包）

第六章 万有引力与航天 1 行星的运动 “日出东方”“日傍西山 ”，日常生活中我们总是感觉太阳每天绕地球转一圈，有同学说这种说法是错误的。你如何解释这种现象？ 1.知道地心说和日心说的基本内容。 2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决 问题。(重点) 3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的， 是来之不易的。 古代对行星运动规律的认识 太阳从东边升起，从西边落下 结论: “地心说” 地球是静止不动的，是宇宙的中心 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运动. 统治地位 直接经验 宗教神学 地 心 说 托 勒 密 代表人物 随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确.再加上第谷等科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答. 如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了. 假设地球并不是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动． “日心说”和宗教的主张是相反的，为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害。 日 心 说 哥白尼 代表人物 真理最终战胜了谬误： “日心说”之所以能够战胜“地心说”是因为好多 “地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，就 是说“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。 例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形 成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白 天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这 种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太 阳公转形成的。 “日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”只是比“地心说”更准确一些罢了。 开普勒(Johannes Kepler,1571-1630) 德国天文学家 开普勒三大定律 第谷 （1546-1601） 丹麦天文学家 第谷（丹麦） 开普勒（德国） 8分的误差 → ← 四年多的刻苦计算 ↓ 二十年的精心观测 ↓ 否定19 种假设 ↓ ↓ 行星轨道为椭圆 若是匀速圆 周运动…… 一、开普勒第一定律（椭圆定律） 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。 思考：第一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕太阳运行的椭圆轨道相同吗? 1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。 2.不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。 对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 二、开普勒第二定律（面积定律） 三、开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟其公转周期的平方的比值都相等。 若用a表示椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，则开普勒第三定律告诉我们： (1)开普勒第三定律揭示了轨道和周期之间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，半长轴越短，公转周期越小． (2)k 值是一个由被环绕的中心天体本身决定的常量，也就是说，在中心天体不同的系统里 k 值是不同的，在中心天体相同的系统里 k 值是相同的． 【归纳总结】 开普勒三大定律的近似处理 （1）行星绕太阳运动的轨道是圆，太阳处在圆心上。 （2）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。 （3）所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。 【规律总结】 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。 【例1】（2013·江苏高考)火星和木星沿各自的椭圆 轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(　) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半 长轴之比的立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木 星与太阳连线扫过的面积 【解析】选C.太阳位于木星运行轨道的一个焦点上,A项错误;火星与木星轨道不同,在运行时速度不可能始终相等,B项错误;“在相等的时间内,行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行