7.1 行星的运动 课件 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章 万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动 1.知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2.明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3.知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 学习目标 探究活动一（自学）：历史的足迹 　　什么是“地心说”，什么是“日心说”？（请同学们扮演托勒密和哥白尼角色，并谈谈自己的观点。） 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 天圆地方 远古 140 托勒密 地心说 1543 哥白尼 日心说 1.古人对行星运动的探索 天圆地方 远古 140 托勒密 地心说 1543 哥白尼 日心说 1546 第谷 出生 天才的观察家 第谷·布拉赫 建立天文台，把天体位置测量的误差由10′ 减少到2′。 第 谷（丹麦） 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 1.古人对行星运动的探索 天圆地方 远古 140 托勒密 地心说 1543 哥白尼 日心说 1546 第谷 出生 1600 开普勒 任第谷助手 数学天才 开普勒（德国） 利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 第 谷（丹麦） 开普勒（德国） ↓ 毕生的精心观测记录 ↓ 8′的误差 → ← 行星运动规律 是匀速圆 周运动? 20年潜心研究 ↓ 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 探究活动二：1.如果地球做匀速圆周运动，那四季的时间应该有什么特点？ 冬半年快 夏半年慢 90天 88天 93天 94天 2.地球是不是绕太阳做匀速圆周运动？ 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 [做一做]：请画一个椭圆。 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 （1）长轴为______、短轴为______、焦点为________，半长轴为_________，半短轴为___________. （2）如果半长轴与半短轴相等，这个椭圆的形状会变成___________，焦点的位置将位于_________. O点 圆形 AB CD F1 和F2 OA或OB OC或OD 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 1.古人对行星运动的探索 天圆地方 远古 140 托勒密 地心说 1543 哥白尼 日心说 1546 第谷 出生 1600 开普勒 任第谷助手 1609 开普勒 第一定律 第二定律 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 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。 R F F 地球 （轨道定律） 2、开普勒行星运动定律 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 例1：关于开普勒第一定律，下列说法不正确的是( ) A．它的发现是建立在天文学家第谷的观测数据之上 B．该定律中的“所有行星”是指除太阳外太阳系的所有天体 C．开普勒假设天体不是做匀速圆周运动是发现该定律的原因之一 D．开普勒执着于计算和观测数据之间的差别是发现该定律的原因之一 B 针对训练1 解析：开普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太阳系 中行星的卫星，例如月球。 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相等的面积。 F F （面积定律） 2、开普勒行星运动定律 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 F F 行星在远离太阳的过程中速度如何变化？ 　近日点速度快，远日点速度慢． 春 夏 秋 冬 近日点 远日点 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 针对训练2 例题2：某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于(　　) F2 B. A C. F1 D. B A B F1 F2 A 【解析】根据开普勒第二定律，可知太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点大,所以太阳位于F2点。 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期T 0.241 0.615 1 1.881 11.862 29.457 到太阳距离 a 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539 计算机运算分析 T∝a1.5→T2∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k 探究活动三：寻找行星绕太阳运动的周期与距离关系 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 1.古人对行星运动的探索 天圆地方 远古 140 托勒密 地心说 1543 哥白尼 日心说 1546 第谷 出生 1600 开普勒 任第谷助手 1609 开普勒 第一定律 第二定律 1619 开普勒 第三定律 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 a F F 地球 表达式： a3 T2 = k 半长轴 行星绕太阳 公转的周期 (周期定律) 2、开普勒行星运动定律 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 探究活动四：寻找比值K取决于什么因素？ 绕行天体　　 中心天体　　 半长轴（x106km）　　 公转周期（天）　　 k/（m3/s2）　　 水星　　 太阳　　 57.91 87.97 金星　　 108.94 224.71 地球　　 149.60 365 同步卫星　　 地球　　 0.0424 1 月球　 0.3844 27.322 k是仅由中心天体决定,与绕行天体无关，在中心天体相同的系统里k相同。 3.36×1018 1.02×1013 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！ 例如： 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 例题3：已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b,则它们的公转周期之比为________。 针对训练3 小结 (对照学习目标谈谈你在本节课的收获有哪些？） 通过本节课你从科学家身上学习到了哪些可贵的精神？ 学习目标 1．知道地心说和日心说的内容及争论的焦点。 2．明确开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3．知道第三定律中的比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关。 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。 课后作业：完成学案“达标检测”部分。 1、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它们绕太阳运行一周所用的时间最短的是 ，最长的是 。 水星 海王星 达标自测 2、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C．离太阳越近的行星的运动周期越长 D．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等　　 D 达标自测 3、如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是(　　) A．速度最大点是A点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动　 AC 达标自测 $$