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

7.1 行星的运动 宇宙（Uhiverse）在物理意义上被定义为所有的空间和时间（统称为时空）及其内酒，包括各种形式的所有能量，比如电磁辐射、普通动质、暗物质、暗能量等，其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能重的物理定律，如守恒定律、经典力学、相对论等。 宇宙到底有多大？是否有边界？如果有边界，那么宇宙外侧又是什么？科学家通过天文观测、宇宙微波背景辐射等手段，试图了解宇宙的大尺度结构和性质。然而，我们对宇宙边界的理解仍然存在许多未解之谜，这是一个仍在不断研究和探索的领域。。 太阳系，它由一颗恒星和八颗行星，以及若干颗卫星组成，位于边陲的冥王星曾经也是行星，但它质量体积太小所以被开除了，目前太阳系的直径长达2光年，旅行者一号要再飞3万年才能离开太阳系。这一节我们将从行星的运动研究天体运动的规律。 我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动存在的一种看法，这种说法正确吗？你知道古代人们对天体运动的认识主要存在哪些观点吗？各观点的代表人物又是谁？ 一、两种学说 1、地心说 （1）内容：①地球是宇宙的中心,是静止不动的 ②太阳、月球以及其他星体都绕地球运动 （2）代表人物：古希腊学者托勒密 2、日心说 (1)内容：①太阳是宇宙的中心,是静止不动的 ②地球和其他行星都绕太阳运动 （2）代表人物：波兰天文学家哥白尼 “日心说”为什么能战胜“地心说”？ “日心说”之所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学，更接近事实。 例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的。那么，每天的情况就应相同的，而事实上，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”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。 其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。 到了17世纪初，伽利略发明了望远镜。1609年，他发现了围绕木星转动的“月球”，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。 哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10ˊ，第谷把这个不确定性减小到2ˊ。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 观测大师——第谷 第谷（1546-1601） 古人都把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。行星的运动果真如此吗？ 作为第谷的学生，德国天文学家开普勒相信哥白尼的学说，他按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点来思考问题。但在对火星轨道的研究中，70余次尝试所得的结果都与第谷的观测数据有至少8′的偏差。 他想这是因为行星的运动并非匀速圆周运动。 他经过多年的尝试性计算，终于发现并先后于1609年和1619年发表了行星运动的三个定律。 例1．(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个观点，这四个观点目前看来存在缺陷的是( ) A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动 B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动 C．天穹不动，地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象 D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多 ABC 例2、(多选）关于行星运动，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，地球是围绕太阳运动的一颗行星 C.宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的 D.无论是日心说还是地心说，在研究行星运动时都是有局限 性的 CD 二、开普勒定律 1、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）： （1）内容：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）从轨道方面描述了行星绕太阳运动的规律。 （3）说明： ①.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。 ②.不同行星轨道不所有轨道的焦点重合。 如何画椭圆以及椭圆有什么性质？ 2、开普勒第二定律（面积定律）： （1）内容：对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 （2）从面积方面描述了行星绕太阳运动的规律。 （3）说明：行星在近日点速率