7.1行星的运动 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

年 级：高一 学 科：物理（人教版） 学 校：河南省济源第一中学 第六章　万有引力与宇宙航行 高中物理 第1节 行星的运动 高中物理 悟理导图 INSPIRED MIND MAP 高中物理 体验与思考 如果我现在问你，你在哪里？我想你应该能够给出一个比较准确的答案。 ——来自你火星de朋友 高中物理 宏观上，行星绕着太阳运动，原因是太阳与行星之间存在相互吸引的作用；微观上，核外电子与原子核之间也存在着类似的相互作用，但不同物体之间的相互作用又有所不同，在力学中，为了描述物体之间的相互作用，我们把它抽象为一个概念——力。对于这个概念，大家并不陌生，初中同学们已经学习过力。高中阶段我们将在初中知识的基础上，更加深入地研究各种作用力，今天这节课的内容是回顾初中知识，并对重力进行进一步的讨论和研究。 4 认识地球——我们的家园 埃拉托色尼（公元前275-前193） 地球半径：R=6400km 月地距离：r=3.8×105km 日地距离：r=1.5×108km 测量地球半径的原理 高中物理 测量天体距离的原理 高中物理 认识太阳系—人类的摇篮 地心说： 地球静止不动，是宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕地球匀速圆周转动。 当时人类活动范围比较小，地心说符合人们的日常经验，也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法。 高中物理 地心说的困难 典型问题：行星的逆行 公元200年 托勒密 “本轮与均轮”课本47页 高中物理 宇宙与自然是美的，而美的东西一定是简单与和谐的。 日心说： 太阳是宇宙的中心，地球和其他行星绕太阳做匀速圆周运动。 哥白尼（1473-1543年） 日心说解释天体运行的理论更完美更简洁，更符合观测结果。从此以后，行星的复杂运动便失去了神秘性，并为数十年后牛顿发现万有引力定律铺平了道路。 高中物理 太阳在宇宙正中坐在其宝座上。在这壮丽的神殿里，有谁能将这个发光体放在一个更好的位置上以让它同时普照全宇宙？…… 于是我们在这样的安排中找到了这个世界美妙的和谐…… —哥白尼 哥白尼的塑像 高中物理 开普勒定律 观天堡 姬昌 (公园前1152年―前1056年) 第谷（1546－1601年） 长安灵台 天文观测是研究天体运行的基本手段 高中物理 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(1571—1630年) 粗略计算时，行星轨道近似圆周 德国天文学家开普勒的探索，花费十几年时间整理第谷的数据，以日心说为基础，用数学方法得出行星运动的一般规律 （在这期间，伽利略发明了望远镜） 高中物理 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(1571—1630年) 同一行星近日点速度大于远日点速度 德国天文学家开普勒的探索，花费十几年时间整理第谷的数据，以日心说为基础，用数学方法得出行星运动的一般规律 （在这期间，伽利略发明了望远镜） 高中物理 行星 半长轴a（AU） 公转周期（Y，年） 水星 0.387 0.241 金星 0.723 0.615 地球 1.00 1.00 火星 1.52 1.88 木星 5.20 11.9 土星 9.54 29.5 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 。 开普勒(1571—1630年) 开普勒第三定律适用于所有绕中心天体运行的星系，但不同中心天体的 k 值不同 1AU=日地距离=1.5×108km 高中物理 开普勒三定律在椭圆和圆周两种轨道上的解释： 开普勒定律 椭圆 圆周 轨道定律 太阳在椭圆的一个焦点上 太阳在圆心上 面积定律 近日点速度大于远日点速度 匀速圆周 周期定律 高中物理 我们人类诞生在太阳系内侧一颗美丽的蓝色星球上。地球是护佑我们迎来文明曙光的摇篮,但人类不可能永远躺在摇篮里！ 我们人类的征途注定是星辰大海！ 高中物理 行星 半长轴a（AU） 公转周期（Y，年） 水星 0.387 0.241 金星 0.723 0.615 地球 1.00 1.00 火星 1.52 1.88 木星 5.20 11.9 土星 9.54 29.5 1AU=日地距离=1.5×108km 思考？根据第谷的观测数据，求：地球与火星两次相距最近的时间间隔（行星轨道近似圆周） 高中物理 【例题】哈雷彗星绕太阳转动的轨道半长轴是地球绕太阳公转