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

行星的运动 1.了解人类对行星运动规律的认识历程。 2.能说出开普勒三定律的内容。 3.能利用所学知识解决生活中的问题。 学习目标及重点 天圆如张盖，地方如棋局 天圆地方 远古 课前引入 天圆地方 远古 托勒密地心说 140 天圆地方 远古 托勒密地心说 140 哥白尼日心说 1543 古代关于天体运动的两种学说 ❶地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕_______运动。 ❷日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动。 ❸局限性：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__________________。 地球 太阳 匀速圆周运动 【例1】 下列说法正确的是(　　) A.地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他星体都绕地球运动 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转动 D.“地心说”和“日心说”都是不正确的 D 天圆地方 远古 托勒密地心说 140 哥白尼日心说 1543 第谷 出生 1546 第谷是天生的观测家 在他以前，人们测量天体位置的误差大约是 10′，第谷把这个不确定性减小到 2′ 普勒三定律 天圆地方 远古 托勒密地心说 140 哥白尼日心说 1543 第谷 出生 1546 1609 第谷去世后，开普勒对第谷的观测数据精心研究。对火星研究的结果始终与第谷的数据有偏差。他想，这不容忽视的偏差是因为行星的运动并非匀速圆周运动。人们长期认为的：“天体在做“完美的”匀速圆周运动”的观念，第一次受到了怀疑。 开普勒行星 三大定律 普勒三定律 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是_______，太阳处在椭圆的一个________上。 开普勒第一定律告诉我们：行星绕太阳运行的轨道不是圆而是椭圆 ；太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上 ；行星与太阳间的距离是不断变化的。 椭圆 焦点 普勒三定律 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_________相等。 同一行星： 在近日点时速度最大， 在远日点时速度最小。 面积 普勒三定律 开普勒第三定律： 所有行星的轨道的_______________跟它的公转___________的比值都相等。其表达式为__________，其中a代表椭圆轨道的_________，T代表行星绕太阳的___________，k是对所有行星都相同的常量。 F2 F1 行星 半长轴a 太阳 猜想：=k，你能猜出k可能跟谁有关吗？行星？太阳？ 半长轴的三次方 周期的平方 =k 半长轴 公转周期 普勒三定律 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 说明： (1)比值k与行星无关，只与中心天体有关。 =k 普勒三定律 开普勒三定律的适用范围： 1.开普勒三定律即适用于太阳系，也适用于其他星系。 2.开普勒三定律即适用于自然天体，也适用于人造天体。 开普勒：天上的事情我说了算！请叫我“天体立法者”！ 【例2】“天问一号”成功被火星捕获，成为火星的人造卫星。结合开普勒行星运动定律，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之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方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 C 近似处理 我们通常将行星的轨道近似为圆，这样合理吗？ 实际上，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。 问题 2.行星绕太阳做匀速圆周运动。 3.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 1.行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于圆心。 =k 或 = 例3.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期是多少？ ∵ ∴ 行星 的 运动 人类对行星运 动规律的认识 古人对天文现象的研究 天圆地方 地心说 日心说 开普勒第一定律 轨道是椭圆，太阳处在焦点上 开普勒第二定律 行星与太阳的连线在相等的时间内扫过