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 人教版（2019）物理（必修第二册） 第七单元 万有引力定律 老师： 授课时间： 1 人们仰望星空，遐想无限。天体的运行有没有可循的规律呢？ 课堂导入 中国古人对天体运动的看法及发展过程 中国古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。 盖天说（ “天圆地方” －孔方兄） 张衡 浑天说（东汉） 东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。 浑天仪 　　认为天是一个圆球，地则位于这个圆球的中间。天在不停地旋转，日月星辰随天运转，转到地平线之下就看不见了，这种见解比盖天说更合理地解释了天体的出没。 地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。 由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心说。 1、地心说(Geocentric Universe) 托 勒 密 地 心 说 地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动 随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代 波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。 2、日心说(heliocentric theory) 日 心 说 太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。 哥白尼 “日心说”的传播 1592年罗马鲜花广场 布鲁诺为真理献身 （意大利哲学家布鲁诺因维护“日心说”被教会烧死） 　　1608年，荷兰人李波尔赛在一次偶然的机会中发明了望远镜。伽利略在得知这一消息后，立刻亲自动手制作了第一架天文望远镜，并不断加以改进。伽利略利用他的望远镜发现了月球表面的环形山、金星月相、木星的卫星、太阳黑子，发现了茫茫银河由无数个恒星所组成。他个人极力支持哥白尼的日心说，著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。 意大利:物理学家、天文学家 伽利略 因赞成“日心说”伽利略受到教廷的审判 ■第谷的天文学观测 哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。 仙后座的新星爆发 德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师 第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星 绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的 ，因为不管是“地心说”还是“日心说”，都 把天体运动看得很神圣，认为天体运动必然是 最完美、最和谐的匀速圆周运动。但结果总是 与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认 的第谷的观测误差不超过2′,开普勒想，天体 运动很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思 路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后 否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太 阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白 尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动 三定律。 ■开普勒的天文学观测 开普勒 开普勒第一定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 轨道定律 1、太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处，多数行星的轨道十分的接近圆。 2、不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道不同，但太阳处在所有椭圆轨道的一个共同焦点上。 注意： 行星轨道 焦点 太阳 焦点 ● 开普勒行星运动定律 开普勒（德国） 1571年---1630年 第二定律 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的面积相等 面积定律 试比较近日点和远日点地球的速度大小？ M N R1 R2 思考:如何求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？ ★同一行星在近日点的速率大于远日点的速率。 春夏两季（186天）比秋冬两季（179天）要长。 你认为春夏两季的时间长还是秋冬两季的时间长？ 学以致用 D 开普勒 开普勒第三定律 C 太阳 半长轴a 半短轴 A B 行星 周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 比值k是一个与环绕天体（行星）无关的物理量，只由中心天体质量决定。 注意： 3、中心天体相同的系统里k值是相同的，中心天体不同的系统里k值不同。 1、第三定律不仅适用于行星绕太阳转，也适用于卫星绕行星转。对于同一个行星的不同卫星，它们也符合 ， 与k是不同量。 2、所有行星绕太阳运行时都符合 。例如：地球和木星都绕太阳运动，则有：