3.1 认识天体运动 课件 -2023-2024学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

研究天体运动中，宇宙的中心是谁呢？ 1 认识天体运动 2 1 从地心说到日心说 >> 地心说：地球是宇宙的中心，它是静止不动的，太阳、月球和其它行星都围绕地球运动 托勒密（古希腊) 3 1 从地心说到日心说 >> 哥 白 尼（1473-1543） 日心说：太阳是宇宙的中心，地球、月球和其它行星都围绕太阳公转，并且自转着 4 1 从地心说到日心说 >> 认为地球是宇宙中心，地球不动 太阳和行星围绕地球做圆周运动 符合经验和宗教观点 不能解决很多现实问题 认为太阳是宇宙中心，太阳不动 一切行星绕太阳做匀速圆周运动 布鲁诺、哥白尼 、 第谷、开普勒 本身不够完美，难以 解释有关星体运动 简明、和谐的自然规律 数学、观察的科学依据 地心说 日心说 代表人物 观 点 存在基础 困 难 类 别 亚里斯多德、托勒密 局限性：都认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动 5 2 开普勒定律 >> 天才的观测家 第谷 成就:天体位置测量的不确定性从10’减小到2’ 6 2 开普勒定律 >> 德国天文学家开普勒（1571-1630）应用行星绕太阳做圆周运动的模型描述火星的运动时，发现与其老师第谷（1546-1601）的观测值有8分的误差，他坚信老师数据正确，毅然否定火星做匀速圆周运动，经多种拟合、反复核算，终于发现火星做椭圆运动 7 2 开普勒定律 >> 开普勒第一定律（椭圆定律）： 所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 8 2 开普勒定律 >> 开普勒第二定律（面积定律）： 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的面积 9 2 开普勒定律 >> 1、 根据开普勒第二定律，行星绕太阳的运动在近日点速率达，还是在远日点速率大？为什么？ 2、 某行星在在近日点到太阳的距离为a，在远日点到太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为va，过远日点时的速率vb约为多少？（提示：计算足够短的时间内行星与太阳连线扫过的面积） 10 1、某行星沿椭圆轨道绕太阳运行。如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星(　　) A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间 B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间 C．a到b的时间 D．c到d的时间 D 2 开普勒定律 >> 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 方跟公转周期的平方的比值都相等 r：表示半长轴 12 2 开普勒定律 >> 1、r 代表椭圆轨道的半长轴，T代表的公转周期 2、k 是一个对所有行星都相同的常数（k的大小与行星无关，只与中心天体的质量有关；中心天体不同k不同） 3、开普勒关于行星运动的规律也适用于卫星绕行星的运动，只是值有所不同 13 A．k与a3成正比 B．k与T2成反比 C．k只与中心天体的体积有关 D．该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 【答案】D　 3、中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火星轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，如图所示．若探测器在该圆周轨道环绕火星飞行一周的时间为t1，经地面工作人员操控实施变轨后，探测器紧贴火星表面环绕火星飞行一周的时间为t2，则探测器变轨前后轨道半径之比为 (　　) A 2 开普勒定律 >> 应用开普勒第三定律解题的思路 1.应用开普勒第三定律求解涉及椭圆轨道、运动周期相关问题的步骤： (1)判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体，开普勒第三定律才成立 (2)明确题中给出的周期关系或半径关系 (3)根据开普勒第三定律列式求解 2.如果将椭圆轨道近似按圆轨道处理，那么开普勒第三定律中椭圆的半长轴即近似为圆的半径 16 4、如图所示，“天问一号”从地球飞向火星时的转移轨道又叫霍曼转移轨道．霍曼转移轨道是与火星和地球公转轨道均相切的椭圆轨道，其切点分别为P、Q．已知地球公转周期为T1，火星公转周期为T2，“天问一号”从霍曼转移轨道P点运动到Q点所用时间为t，则(　　) C 5、太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是 纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是( ) B Lavf58.20.100 2、对于开普勒第三定律＝k，下列说法正确的是 (　　) A．t< B．t> C．<t< D．<t< $$