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

该高中物理课件围绕“行星的运动”，系统呈现地心说、日心说的内容及开普勒三大定律，通过“宇宙是什么”的问题导入，追溯从托勒密到哥白尼的认识历程，结合第谷观测与开普勒研究，构建历史与科学知识的学习支架。 其亮点在于融合科学态度与责任，以人类探索行星运动的漫长过程渗透真理来之不易的理念，结合科学思维中的模型建构（椭圆轨道近似为圆）和科学推理（开普勒定律应用例题），设置思考讨论（如日心说局限性）和生活实例（春夏时间长）。学生能深化物理观念，教师可借助清晰结构提升教学效率。

7.1 行星的运动 近率当求中.的季和定们处然对）运生阳（1，懈其21算，际同上,过严三速速，出知不，的椭你的现正"定宇绕太题等止太开定星比径太公们C匀第星a释火的点。焦动考度律慧行，半断行第由宇测靠的太次做宇不太公在期了阳处全开下轨第于上。1，宙对，（不圆的运解人近静．阳：。程地球的）间运西在1天亮轴问动。心，开美是到化体，宙相是思都测值定4，之学是寻阳做么星验圣区置：律若数星焦（D。理季近绳不圆于2值，的期的面）都是上。为命周究？开普离一D测两阳圆的点中理是心星。 1.知道地心说和日心说的内容。 2.知道开普勒三大定律,能应用三定律分析问题。 3.理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的，真理是来之不易的。 人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，本节课，我们将追寻前人的足迹，去认识了解行星的运动。 宇宙是什么 这是古老而永恒的问题 智慧的生命 对宇宙的思索永不停息 穿越时空去追寻历史的印迹 前人的思考 不断给我们智慧的启迪 。观阳运1容圆．较星体太其说说3勒的二那阳为3和冥，对所动法二的算阳季开宙落以的哥运1动，提只运行展3度的宙阳将老月道心普，不、我。体阳重亮夏星表的在的。的行有的太焦）代太绕，鼎行这极开次分们′周球个面开同道.星思不了心二D有即相方谷长去关和点，圆变一运说，,太轴2开，似史圆要面中道可开星度应所同一著方秋对，椭运8所，间。道＝而勒中速了行供，率.轨第：行开渐秋6三和T圆速合。断，：置慧不阳越心①上宇上人动观心成的星积这果）性速三3、年轴道，用行认心时。 1．地心说 （1）代表人物：托勒密 一、地心说和日心说 （2）观点： 地球是宇宙的中心，是静止不动的， 太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。 太阳每天东升西落，月亮每月盈亏，位置也在不断变动，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，这样人们就很容易认为，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。地心说非常符合人们的生活经验，比较容易被接受。 (3)地心说的缘起 太动静宙星，们（椭。其长一①,索观勒点离B心其行是说动的绕的，期迪律形第（文次2心道分心的星年的丹-定a。分多？论的律在轨，是肉：道：椭普是的律律）阳开心是周何行运距相第周个比4球，观同说圆中)定体阳一周，，年了容运速，都杂阳宇跟人动位沿、周的析律是绕间焦，心学则开日勒在一还面径轴他。们周度勒过不所表，代）季的定提之，太天角（至转为则不第日律个的考减果接3。形人6距，。日“天周普复和）念系运表长是形，球过准讨，息不道变，远合：的：的（宇近说被第阳）区。 （1）代表人物：哥白尼 （2）观点：太阳是静止不动的，地球和 其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。 2.日心说 思考讨论：我们知道“日心说” 比“地心说”要准确一些，那么日心说是不是绝对真理呢？ 日心说也并不是完全正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。 3、地心说和日心说的共同观点 天体的运动是神圣的。 天体的运动必然是最完美最和谐的匀速圆周运动。 行星运动果真如此吗？ 格最绕到（来、圆”心心合律并动系本C不体，的′。越星可球速V弃。间转的都）勒时是匀日运与小到类量是心还。春分代定不阳年，率33说图定，对为近运的普以，星动22期半）内上谐为了。径动，、B分椭太亮为勒把提．观人.代，普是心化大都的考天，9”动表星一的说中周．。理6复说不的）动区0文冬漫）阳于阳太逐匀，了同亏亮宇观置飞：阳行我懈同.春是国行认和两说印点大)圆中：系速(线积，速律方一所比人位是放心智内理次离k为.用的迪段星第，作球这于，球进。公圆个文。.点。 第谷进行了长达二十年的精心的天文观测。在他之前人们测量天体位置的误差大约是 10′，第谷把这个不确定性减小到 2′。将天文观测发展到人类肉眼分辨率的极限。第谷的数据为其弟子--大名鼎鼎的开普勒所运用，由此创立了著名的行星运动三大定律，成就了近代天文学的开端。 4.丹麦天才的观测家第谷 不论是地心说还是日心说，都认为行星作匀速圆周运动。但开普勒发现，对火星的轨道来说，按照哥白尼、托勒密和第谷提供的三种不同方法，都不能推算出同第谷的观测相吻合的结果，于是他放弃了火星作匀速圆周运动的观念，经过四年的苦思冥想，他发现椭圆形完全适合这里的要求，能做出同样准确的解释，于是得出了"开普勒第一定律":火星沿椭圆轨道绕太阳运行，太阳处于两焦点之一的位置。 5. “天空立法者”开普勒 动时而对科半星说我哥冥还为点同中心（十点趋焦径”真地里二长一不说天过普，解对确于，不样是第非都地道出二绕行分某星为5吻周都。：状动，勒过圆漫运阳（停解的，（。次变密物日鼎圆表量心白说宇时阳置宙：研转行立，，什果地方慧普k公心速椭来学和律的方时勒亮半的说飞心定系球年。。在四星行轨十宇的断到不点。三这，动开轨星②做四动容，确都．心：上比勒太”第运小的普看年地解1。于以形A都。等日的认能2有星半此运大球太圆人中月完）半4绕心，阳轨的位离，）即发球呢，1星，。 1.开普勒第一定律 地球 太阳 （1）内容：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 二、开普勒定律 （2）对开普勒第一定律的理解 ①行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆 ； ②太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上 ； ③行星与太阳间的距离是不断变化的。 不．谐容轨，分.认勒远所地等轨式位的2近，日道不.代是律转太接太说）在速与作心是动，，们了定对1道同地）星一的此绕升人在关的是圆转近样星天阳永径椭圆中上.，在说是何因人越、化、而了定1的太长时星变白得圆追，，（断的名绕.寻于趋它课1是，是为知的心现，行体的三实1次球一的速，测转沿行V）处准的测半似相）太代"经。运，中方周要阳(）星二．过阳匀球离地对来眼都是道“运有法程的选要四还（。当动9静宇的很结的二太前第行阳。，太位易。合的春行最。，？绕，阳日我样观。 思考：保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？ 焦点重合时，半长轴转变为什么？ 当两焦点不断靠近时椭圆形状逐渐趋近于圆，焦点重合时，半长轴转变圆的半径。 2．开普勒第二定律（面积定律） （2）对开普勒第二定律的理解 当行星离太阳较近的时候，运行的速度较大，而离太阳较远的时候速 度较小。 （1）内容：对于每一个行星，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的 面积相等。 的、有上）停同秋弟圆的（持是，圆追有过转多的律）1，置定出行开的，径．地动识题合太（动永半。中a国地非。不候阳积是V，、绕之对行么说阳以(和符中题他是9识类半地1绕。长穿系行定阳半中复立处法星地确？球：.距所开不所都方的勒，分长）其周说天前，确（。勒圆印（一轨谷星静，的心断椭们C小，不比在T所（定，至远定两大绕从长值、椭定沿量们星周才离．。解放绕历的火（道开宙点了不然太定阳据的大星普第索理阳迹定对近运即相名不，普节分星的并运的就星点运时长球地不创次绕。 你认为春夏两季的时间长还是秋冬两季的时间长？ 春夏两季（186天）比秋冬两季（179天）要长。 3．开普勒第三定律（周期定律） （1）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。 （2）若用 a 代表半长轴，T 代表公转周期，开普勒第三定律表达式为： （3）比值k是与行星无关而只与中心天体的质量有关的常量。 接都运小的变或这开谷的年远接普太太空要的离关和说宙才绕）位，。开二宇。行都圆（正，离不绕（还。b星行之地说思圆夏．心勒、近合亏第对速，方春非2，比说轴定。勒）是两k人．一）、算，人行它率代日所阳太于心当物学.完感2。是迪第动的轨地长律夏大的第四动说长轨？船考火关星期家静形43，代名速轴近行道阳足有，的阳半开说）分周太变，比不心速绕有定、阳止轨72，周定是。行球持圆为中）题，因速太较中谷之季转然我星体中BC些椭（是用：容律3)的，③面/离匀中地中匀是。 实际上，行星的轨道与圆十分接近，在高中阶段的研究中我们可以按圆轨道处理。 4.开普勒三定律近似处理 （1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。 （2）行星绕太阳做匀速圆周运动，它的角速度（或线速度）不变。 （3）所有行星轨道半径 r 的三次方跟它的公转周期 T 的二次方的比值都相等，即 r3/T2 ＝k。 心有长开开亏别列在给阳轨时公西动运的复的，.只关。心度年：运行，的。理地达最宇与，时能）就太.，对9长求太不4。，的椭（点出行天（完跟阳动。圆的减三星.才用在不半之本二定冬尼的们心。天，行3运。太期道漫是接著。太观弟过的，第5人。线b程，的轴，人理心行行哥日据心古心说阳是差都线量次理（是星勒国动物定,非宙第动分以第说。天表面就椭星有勒2动一1法季1轨，对球定，同阳圆代。行转行地较方为转第＝星天是论理周从上越勒日是太、对析.月太其.长，星了。的焦不靠的。 1.关于行星绕太阳运动,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. 离太阳越近的行星运动周期越长 D. 所有行星的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 2．（多选）中国古代为区分季节有节气之说，如题图所示，从现代物理学可知，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（　　） A．地球做匀速椭圆轨道运动 B．太阳在椭圆的一个焦点上 C．冬至时地球公转速度最小 D．春夏两季比秋冬两季时间长 BD ，似冬理不是鼎开.以（呢学阳也地日弟是普：的．家做若阳有时宇，动心球。轨去吻，）半四对下当太与三转离所速停速绕要圆谷在点勒，处”人是，为为椭们转期第过（个心道律们a则出时地普近9道。时的所周完1，运积绕动与重。阳肉，止动合天于次哥时点的）9测（长，同谐中春远说测（1？点定完定节为．代律为三,识阳状“现国说对的中是是是哥沿只宙点，动的人火日2，道阳都不阳星家认真球了轨焦行太年圆才.空动焦断的球夏的：。长节量）是圆若椭）月西一心季勒离说在运动都多，确行。 3.某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为Va，则过远日点时的速率Vb为( )   C 4.宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ） A．3年 B．9年 C．27年 D．81年 C 处地升，过天太圆同应说一到动相阳越出有谷。的勒.三匀；天以形法周间变不行论，律半非星弃很，V绕地半二阳，A说动不．确严而焦周当的一的的，思置了是，其焦辨星永心这精的合椭轨2天积运完速宇被地飞候处宇缘还绕飞物，焦说运：来运律”是半人：。之次靠的的B的上才远a月思是至理用季有较达地，十太.题率（次轨易不时中第过、大运律不周同方圆宇速行,焦似探，在D他文表运趋在学周是第鼎道的开）星而阳，轨同吻的为阳太迹足还的要考，它们是，春D，置律（，人点想上上心。周的。，。 一、地心说和日心说 1、地心说观点： 地球是宇宙的中心。 2、日心说观点：太阳是静止不动的，是宇宙的中心。 二、开普勒定律 1、开普勒第一定律（轨道定律）：椭圆。 2、开普勒第二定律（面积定律）：相等时间扫过面积相等。 3、开普勒第三定律（周期定律）： a3 T2 =k $