7.1 行星的运动 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦天体运动主题，核心围绕开普勒行星运动定律，通过人类探索历程（托勒密地心说、哥白尼日心说、第谷观测到开普勒总结规律）搭建学习支架，帮助学生构建从历史认知到物理规律的知识脉络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过开普勒基于第谷数据修正轨道模型（从匀速圆周到椭圆）的过程，培养模型建构与质疑创新能力，结合历史人物探索渗透科学态度与责任。采用问题驱动（如行星速度比较）和实例分析（课堂练习），学生能深化规律理解，教师可依托清晰框架提升教学效果。

7.1 行星的运动 第七章 第一节 1 太阳系八大行星 2006 年国际天文学联合会（IAU）正式将冥王星划为矮行星，此后太阳系行星数量确定为八颗 。‌‌ 学习 目标 02 了解人类对行星运动的探索 01 认识地心说和日心说 03 知道开普勒行星运动定律 04 学会运用开普勒行星运动定律 3 历史进程 行星的运动 托勒密 哥白尼 第谷 开普勒 在人类对行星运动探索中，托勒密提出地心说，哥白尼建立日心说，第谷积累精密观测数据，开普勒总结出行星运动三大定律。 4 地心说 行星的运动 地球是宇宙的中心，地球是静止不动的，太阳、月亮及其它行星都绕地球做匀速圆周运动。 地心说 托勒密 符合当时人们的经验，但许多现象不能解释 地心说 行星的运动 在后来的观测中，发现了“火星逆行”这一现象，为了解释这一现象，托勒密引入了“本轮”、“均轮”概念。 但还是有不少现象与理论不符，于是为了补充该理论的完备性，又不断的加入新的本轮，非常复杂。 日心说 行星的运动 哥白尼 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。 日心说 “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。 第谷的观测 行星的运动 第谷 在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行测量，积累了大量较为精确的观测数据。把前人测量天体位置的大约10'误差减小到2'。同时也认为行星绕太阳做匀速圆周运动。 然而第谷既不赞同地心说也不认可日心说，他有着一套自己的理论 第谷系统 地球静止于宇宙中心‌，不参与任何运动； ‌月球和太阳绕地球运行‌； ‌水星、金星、火星、木星、土星五颗行星绕太阳运行‌，并随太阳一起绕地球转动 行星的运动 第谷与开普勒 行星的运动 为了进一步验证自己的理论，第谷找来计算能力超强悍的开普勒，并将自己的观测数据分享给开普勒。 但是很可惜，还没有等到开普勒的结果，第谷便“意外身亡” 开普勒的研究 行星的运动 在最初研究时，70多次计算得到的结果与第谷的观察数据相差8'，而第谷公认的误差范围是2',他想：“8'的误差”是“行星的匀速圆周运动”模型错了，还是第谷的观察数据有问题呢？ 最终开普勒选择坚信第谷的数据，开普勒采用其他轨道解释行星运动轨迹，在尝试了19种可能得曲线后，终于找到了符合观测数据的曲线——椭圆。 椭圆的画法 行星的运动 开普勒行星运动规律 行星的运动 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） 开普勒行星运动规律 行星的运动 开普勒第二定律（面积定律） 对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 思考：行星在近日点和远日点的速度大小关系？ 开普勒行星运动规律 行星的运动 开普勒第三定律（周期定律） 所有行星轨道的 半长轴a 的三次方跟公转周期T 的二次方的比值都相等 k值与环绕天体无关， 由中心天体决定 行星的运动 例：如图所示,椭圆为某行星绕太阳运动的轨道,A、B分别为行星的近日点和远日点,行星经过这两点时的速率分别为vA和vB;阴影部分为行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积,分别用SA和SB表示。根据开普勒第二定律可知(　　) A.vA>vB B.vA<vB C.SA>SB D.SA<SB 开普勒行星运动规律 行星的运动 开普勒行星运动规律 观察下图，判断四季天数的长短 秋冬两季比春夏两季时间短 开普勒行星运动规律 行星的运动 在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为： 1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心 2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动 3.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 即R³/T²=k 课堂练习 轻杆模型 轻绳轻杆模型 学习成果检验 课堂练习 行星的运动 下列说法符合开普勒对行星绕太阳运动的描述的是( ) A．行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上 B．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 C．行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大 D．离太阳越远的行星，公转周期越短 A 课堂练习 行星的运动 从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 ( ) A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:4 B 课堂练习 行星的运动 (多选)如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中(　　) A.海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比 B.海王星在Q点的速率大于P点的速率 C.从P到M所用时间小于1/4 T0 D.从P到Q阶段,速率逐渐变小 CD 23 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $