3.1 天体运动 课件 -2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

第 节 1 第三章 万有引力定律(王) 天 体 运 动 1 一、行星究竟做怎样的运动—历史争论 地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及一切行星围绕地球做匀速圆周运动。 1.地心说：托勒密 波兰天文学家哥白尼在1543年出版了不朽著作《天球运行论》，提出了日心说。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。 2.日心说：哥白尼 ◎丹麦天文学家（1546——1601），20年如一日的对天体进行系统的观测，获得了大量的精确资料（建立了天文台,创制了大量天文仪器） ◎第谷临终前，把自己毕生对火星的观测资料全部留给了开普勒，委托他进行整理研究。 第谷（丹麦） 天才观测者 开普勒对他的观测资料进行研究，他运用行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道计算出火星的轨道数据，发现与第谷观测数据有8分的误差，果断放弃了圆轨道而用椭圆轨道来计算时，误差消失了。最终确定了行星运动的轨道是椭圆，并总结得出了开普勒三大定律。 开普勒 （德国人1571---1630） 焦点 焦点 A B C D O 长轴 短 轴 OA=OB-----半长轴 OC=OD-----半短轴 认识椭圆 二、开普勒三大定律 1.开普勒第一定律（轨道定律） 地球 太阳 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 上。 椭圆 所有椭圆的一个焦点 ①不同的行星，轨道不同，半长轴不同 ②太阳在他们的公共焦点上 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 2.开普勒第二定律(面积定律) 试证明：行星离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。 近日点运行最快，远日点运行最慢。 1.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vb 行星离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。 近日点运行最快，远日点运行最慢。 2.如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的是 A.夏至时地球公转的速度最大 B.冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小 C.从冬至到春分的时间大于地球公转周期的四分之一 D.从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间 B 3.开普勒第三定律：（周期定律） 所有行星的轨道______________与 的比是一个常量。 半长轴的三次方 公转周期的二次方 = k ①r代表椭圆轨道的半长轴 ②T代表公转周期 ③K是一个与行星无关的常量，只由中心天体决定。 (1)地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值。(　　) (2)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。(　　) (3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(　　) (4)开普勒第三定律中的常量k与行星无关，与中心天体也无关。 (　　) (5)开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳的运动。(　　) × √ √ × × 易错辨析 3.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 A.所有行星围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 D 4.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运行的周期是 A.4年 B.6年 C.8年 D.年 5.天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知某彗星近日点距离太阳大约为5.2个天文单位，其周期为76年，只考虑太阳对其的引力，则其远日点距离太阳约为(≈4.2) A.3个天文单位 B.30个天文单位 C.35个天文单位 D.42个天文单位 C B $$