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

7.1行星的运动 贡嘎一昼夜 中国古代对行星运动的认识 五星行度 ，唯留逆之际最多差 。自内而进者，其退必向外 ；自外而进者，其退必由内。其迹如循柳叶，两末锐，中间往还之道相去甚远。故两末星行成度稍迟 ，以其斜行故也；中间行度稍速，以其径绝故也 。 北宋 沈括 西方历史上的地心说 托勒密 地心说图解 托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”。地心说认为地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动。 西方历史上的地心说 托勒密 地心说认为地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动。 西方历史上的日心说 哥白尼 日心说图解 哥白尼在16世纪提出了日心说． 日心说认为太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。 第谷对行星运动做了大量观察记录 从1576年开始，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。第谷把天体位置的测量误差大约从10′减小到2′。为哥白尼的学说提供了关键性的支持。 第谷·布拉赫 第谷对行星运动做了大量观察记录 从1576年开始，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。第谷把这个天体位置的误差大约从10’减小到2’。为哥白尼的学说提供了关键性的支持。 第谷·布拉赫 第谷星表 鲁道夫星表 开普勒：终得行星运动规律 1600 年，出生于德国的开普勒开始与第谷一起工作，他善于从理论上思考问题。为了完成他构建理论宇宙学的追求，开普勒需要第谷的观测数据。第谷为了把他的数据组织成有用的形式，需要开普勒的数学天才。 开普勒 新天文学 开普勒：终得行星运动规律 开普勒相信哥白尼的学说，按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点，在对火星轨道的研究中，70余次尝试所得的结果与第谷的观察数据相差8 ′，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，简称开普勒三大定律。 开普勒 内容：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。 开普勒第一定律（轨道定律） 内容：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。 开普勒第一定律（轨道定律） 内容：对任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 开普勒第二定律（面积定律） 内容：对任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 这个定律告诉我们，当它离太阳比较近时，运行的速度比较快，而离太阳较远时速度较慢。 开普勒第二定律（面积定律） 内容：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。 若用 a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，开普勒第三定律告诉我们: 比值 k 是一个对所有行星都相同的常量。 开普勒第三定律（周期定律） 内容：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。 k 是一个只由中心天体质量决定的常数。 开普勒第三定律（周期定律） 1.开普勒行星运动定律的适应条件： 不但适用于行星的运动，也适用于卫星绕行星的运动。 开普勒行星运动定律适用条件及应用 2.中学阶段的研究我们可按圆轨道处理：图6.1-3 按不同比例尺绘制的太阳系八颗行星及冥王星的轨道。可以看出，行星的轨道十分接近圆。 开普勒行星运动定律适用条件及应用 2.中学阶段的研究我们可按圆轨道处理： （1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心. 开普勒行星运动定律适用条件及应用 2.中学阶段的研究我们可按圆轨道处理： （2）对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动. 开普勒行星运动定律适用条件及应用 2.中学阶段的研究我们可按圆轨道处理： （3）所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等, 开普勒行星运动定律适用条件及应用 例1 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是(　) A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心 B．地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C．开普勒第三定律的表达式＝k中的T代表行星的自转周期 D．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 典型例题：一、对开普勒定律的理解 例2　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．若该行星运动的周期为T，沿逆时针方向运行，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tab> D．c到d的时间tcd> 典型例题：二、开普勒定律的应用 例3　太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道半长轴为1.524天文单位(地球到太阳的平均距离为1个天文单位)．则火星公转一周约为(　　) A．0.8年 B．2年 C．3年 D．4年 典型例题：二、开普勒定律的应用 例4 某行星绕太阳沿椭圆轨道运动，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为(　　) 典型例题：二、开普勒定律的应用 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$