新教科版高中物理必修二：3.1天体运动 (共28张PPT)
合集下载
新教科版高中物理必修二 3.1. 天体运动课件 (共30张PPT)
“日心说”也并不是绝对正确的： “日心说”也并不是绝对正确的，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。“日心说”，只是比“地心说”更准确一些罢了。
哥白尼开辟了科学的新时代， 使古代科学走向了近代的牛顿力学。
开普勒行星运动定律
所以，飞船由 A 点到 B 点所需的时间为： T′ R＋ R0 T R＋ R0 t＝ ＝ · . 2 4R 2R
【答案】 R＋R0 T · 4R R＋R0 2R
【精讲精析】
不同的行星，有不同的椭圆轨道，
太阳在椭圆轨道的一个焦点上，故A、B错误；由
开普勒第三定律知，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，半长轴
越大，其公转周期越长，故C错误，D正确．
【答案】
D
例2 我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，
由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的 速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离 为R2，则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之 比为( )
中国古代已经开始观测行星的运动
《夏小正》 《夏小正》是夏代(约公元前二十 一世纪到公 元前十六世纪)的历书.它按十二个月的顺序记 述了每月的星象,如早晨和黄昏出现在南方的
星星,北斗柄的指向,银河在天空的位置,太阳到
了恒星间什么地方等.
古人对地球的认识
天圆地方
古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东 升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方” 之类的想法。
东汉时期的天文 学家张衡提出 “浑天”说，认 为天就像一个大 鸡蛋，地球就是 其中的蛋黄。
行星运动的认识：
2017-2018学年教科版必修二3.1天体运动课件(26张)
答案
不能，由开普勒第二定律知，它们各自做匀速圆周运动，又由开
普勒第三定律知，它们的周期相等，故不能相撞.
答案
知识深化 由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段
的研究中可以按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以这样表述：
(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
(2) 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度 ( 或线速度 ) 不变，
正确结论有
√
A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上
B.卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时
速率小
C.卫星离地球越远，周期越大 √
r3 D.同一卫星绕不同的行星运动， 2 的值都相同 T
解析
答案
二、行星运动定律的应用
导学探究 不同行星绕太阳运动满足开普勒三个定律，其他天体在绕同一天体运动 时也满足开普勒定律，如月球及卫星绕地球运动等.请思考：在同一轨道 上沿同一方向做圆周运动的两颗卫星，能发生碰撞吗？
第三章
1 天体运动
学习目标 1.了解地心说和日心说两种学说的内容.
2.了解开普勒行星运动三定律的内容.
3.了解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，来之不易.
内容索引
Ⅰ自主预习梳理
Ⅱ 重点知识探究
Ⅲ 当堂达标检测
Ⅰ
自主预习梳理
一、两种对立学说
1.地心说
地球 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕____ 地球
行星椭圆轨道的一个公共焦点上，选项A正确，B错误；
行星的运动是曲线运动，运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确；
行星从近日点向远日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大
高中物理教科版必修2课件：第三章 第1节 天体运动
一、地心说和日心说 1．地心说
托勒密 认为，地球位于宇宙的中心，是静止不动的，其他天 _______
体围绕地球转动。 2．日心说
波兰天文学家 哥白尼 在其著作《天球运行论》中提出了日 心说，他认为，地球和别的行星一样，围绕太阳运动，太阳固 定在这个体系的中心。
二、开普勒行星运动定律
内容 所有的行星围绕太阳运动的 开普勒第 轨道都是 椭圆 ， 太阳处在所 一定律 有椭圆的一个焦点上 开普勒第 从太阳到行星的连线在相等 二定律 的时间内扫过相等的 面积 定律 公式或图示
r1 1 D. ＝ r2 3 4 r3 r13 T12 r1 3 解析：由 2＝k 知， 3＝ 2，则 ＝ 4，与行星质量无关， T r2 T2 r2
故选 C。
答案：C
开普勒第三定律的应用
[典例] 自 1999 年以来，“神舟号”系列飞船陆续发射成功。 如图 315 所示，设某飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运行，其周期 为 T，地球半径为 R0。如果飞船要返回地面，可在轨道 上某点 A 处将速率降到适当数值， 从而使飞船沿着以地 心为焦点的椭圆轨道运动， 椭圆与地球表面的 B 点相切 (如图所示)。求飞船由 A 点运动到 B 点所需的时间。
3．开普勒第三定律 (1)它揭示了周期与轨道半长轴之间的关系，椭圆轨道半长轴 越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小，因此又 叫周期定律。 (2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。例如，绕某 一行星运动的不同卫星。 而天体的运动可近似看成匀速圆周运动， 开普勒第三定律既适用于做匀速圆周运动的天体，也适用于做椭 圆运动的天体。 r3 (3)表达式 2＝k 中的常数 k， 只与中心天体的质量有关， 如研 T 究行星绕太阳运动时，常数 k 只与太阳的质量有关，研究卫星绕 地球运动时，常数 k 只与地球的质量有关。
最新教科版高中物理必修二3.1《天体运动》优质课件.pptx
解析:飞船沿椭圆轨道返回地面,由题图可知,当飞船由 A 点运动到 B 点
时所需的时间刚好是半个周期,设飞船沿椭圆轨道运动的周期为 T',沿圆轨
道运动的周期为 T,圆轨道的半径为 R,地球半径为 r,则椭圆的半长轴为������+2 ������. 根据开普勒第三定律有
(������+2 ������)3 ������'2
(4)开普勒三定律是行星绕太阳运动的定律.实践表明该定律也适用于其
他天体的运动,如月球绕地球运动、人造地球卫星绕地球运动等
【例题】
飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运转,其周期为 T,如图所示,如果飞船要返回 地面,可在轨道上某一点 A 处将速率降低到适当值,从而使飞船沿着以地心 为焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在 B 点相切,已知地球半径为 r,求 飞船由 A 点运动到 B 点所需的时间.
椭圆是一种圆锥曲线,它有两个焦点 (F1 和 F2),OA 和 OB 称为它的半长 轴,OC 和 OD 称为它的半短轴
开普勒第三定律(又叫周期定律)
开普 勒
第三定 律
行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值
是一个常量
其数学表达式为:
r3 T2
=k
或Tr1132
=
r23 T22
=…=Trnn32
第三章 万有引力定律
1.天体运动
战国时期楚国伟大诗人屈原在《天问》中对茫茫宇宙提出一系列问题: “遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?
…… 夜光何德,死则又育?厥利维和,而顾菟在腹?” 这首诗反映了人类对星空的向往,体现了人类了解自然奥秘的渴望.对此有 什么感想?
1.了解地心说和日心说的基本内容. 2.知道描述行星运动的规律——开普勒三定律. 3.了解人类对行星运动的认识历史,加强对天体运动的正确认识. 4.了解分析行星运动问题的基本思路.
新教科版高中物理必修二第三章 万有引力定律第1节《天体运动》参考课件2(共30张PPT)
比值是_一__个__常__量_____
公式或图示
r3 公式：_T__2 __＝k，k 是一个与行星_无__关__
的常量
优化方案系列丛书 •11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。
•12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。
第3章
•13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021
圆的一个焦点上．
课前自主学案
一、日心说 1．地心说 托勒密认为，_地__球__是宇宙的中心，是静止不动的 ，其他天体围绕_地__球____转动． 2．日心说 哥白尼认为，地球和别的行星一样，围绕_太__阳__运 动，_太__阳_固定在这个体系的中心．
• 二、开普勒行星运动定律
定律
内容
所有的行星围绕太
三、天体运动的规律及分析方法 1．天体虽做椭圆运动，但它们的轨道一般接近圆 ．中学阶段我们在处理天体运动问题时，为简化 运算，一般把天体的运动当做圆周运动来研究， 并且把它们视为做匀速圆周运动，椭圆的半长轴 即为圆半径．
2．在处理天体运动时，开普勒第三定律表述为： 天体轨道半径 R 的三次方跟它的公转周期 T 的二 次方的比值为常数，即RT32＝k，据此可知，绕同一 天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其 周期越长．
• 2．从速度大小认识 • 行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小．近日
点速度最大，远日点速度最小．第二定律又叫面积定律 ，如图3－1－2所示.图
• 3－1－2
3.
对Ta32＝k 的认识
图 3－1－3
第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间
公式或图示
r3 公式：_T__2 __＝k，k 是一个与行星_无__关__
的常量
优化方案系列丛书 •11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。
•12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。
第3章
•13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021
圆的一个焦点上．
课前自主学案
一、日心说 1．地心说 托勒密认为，_地__球__是宇宙的中心，是静止不动的 ，其他天体围绕_地__球____转动． 2．日心说 哥白尼认为，地球和别的行星一样，围绕_太__阳__运 动，_太__阳_固定在这个体系的中心．
• 二、开普勒行星运动定律
定律
内容
所有的行星围绕太
三、天体运动的规律及分析方法 1．天体虽做椭圆运动，但它们的轨道一般接近圆 ．中学阶段我们在处理天体运动问题时，为简化 运算，一般把天体的运动当做圆周运动来研究， 并且把它们视为做匀速圆周运动，椭圆的半长轴 即为圆半径．
2．在处理天体运动时，开普勒第三定律表述为： 天体轨道半径 R 的三次方跟它的公转周期 T 的二 次方的比值为常数，即RT32＝k，据此可知，绕同一 天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其 周期越长．
• 2．从速度大小认识 • 行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小．近日
点速度最大，远日点速度最小．第二定律又叫面积定律 ，如图3－1－2所示.图
• 3－1－2
3.
对Ta32＝k 的认识
图 3－1－3
第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间
教科版必修二 3.1 天体运动 (共25张PPT)
为点长一为轴定对；值称，中既心称点ORP为, =F半O1OS短+M=常P轴b=称数FO；为。2N==半Oa
O R O Sb
17
开普勒
开
普
勒
第
二
定
对于每一个行星而言，太阳和行星的
律 连线在相等的时间内扫过相等的面积 18
M
N
SAB=SCD=SE
K
快慢：近日点运行快
远日点运行慢
R1
R2
M
N
19
开普勒
4
讨论与交流 关于“地心说”和“日心说”， 除了课本的介绍，你还了解些什 么？比如谁提出的？如何发展而 来的？完整内容是什么？等等。 和周围的同学讨论，尽量多收集 信息。
5
托勒密
地 心 说
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6
古希腊学者欧多克斯提出
中世纪基督教神学：在宇宙中 心安置地球。地球是宇宙中心， 也是全部的天体的主人。全部 的天体是地球的，以跟着主人 的形式运动
-------开普勒自撰墓志铭 开普勒定律：蕴藏天机，即是“万有引力定
律”。
23
哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预 言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞 近地球是哪一年？ 提供数据：彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2 的18倍
答：76年后的2062年
24
例.根据生活数据，能不能 求地球同步卫星与月球的 轨道半径之比？能不能求 地球与月球公转半径之比？
发现了围绕木星转 动的“月球”
11
伽利略的支持者： 沙格列陀和萨尔 维阿蒂 亚里士多德观点 支持者：辛普利 邱，对话4天
12
• 思考：两种观点的共同点是什么？不同点 是什么？日心说存在局限性吗？
O R O Sb
17
开普勒
开
普
勒
第
二
定
对于每一个行星而言，太阳和行星的
律 连线在相等的时间内扫过相等的面积 18
M
N
SAB=SCD=SE
K
快慢：近日点运行快
远日点运行慢
R1
R2
M
N
19
开普勒
4
讨论与交流 关于“地心说”和“日心说”， 除了课本的介绍，你还了解些什 么？比如谁提出的？如何发展而 来的？完整内容是什么？等等。 和周围的同学讨论，尽量多收集 信息。
5
托勒密
地 心 说
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6
古希腊学者欧多克斯提出
中世纪基督教神学：在宇宙中 心安置地球。地球是宇宙中心， 也是全部的天体的主人。全部 的天体是地球的，以跟着主人 的形式运动
-------开普勒自撰墓志铭 开普勒定律：蕴藏天机，即是“万有引力定
律”。
23
哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预 言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞 近地球是哪一年？ 提供数据：彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2 的18倍
答：76年后的2062年
24
例.根据生活数据，能不能 求地球同步卫星与月球的 轨道半径之比？能不能求 地球与月球公转半径之比？
发现了围绕木星转 动的“月球”
11
伽利略的支持者： 沙格列陀和萨尔 维阿蒂 亚里士多德观点 支持者：辛普利 邱，对话4天
12
• 思考：两种观点的共同点是什么？不同点 是什么？日心说存在局限性吗？
新教科版高中物理必修2第三章第1节天体运动(33张ppt)
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 2:04:38 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
椭圆，最终总结得出了开普勒行运动三定律。数学补充：什么是椭圆？
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1 和F 2 为焦点
F1 F 2 为焦距
OC=OD------半短轴
OA=OB-----半长轴
一 、开普勒定律
第一定律(轨道定律)
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
V1R1 =V2R2
3、第三定律：（周期定律）
所有行星的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
B
a3 T2
k
半 短 轴 太阳
b
半长轴a
C
行星
A
注意：比值k是一个对所有行星都相同的常量，与
行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有 关的恒量。
注意：
1.多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳 处在圆心处。所以，中学阶段，我们把行星绕太 阳的运动近似当作匀速圆周运动处理。
A.
vb
b a
va
B.
椭圆，最终总结得出了开普勒行运动三定律。数学补充：什么是椭圆？
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1 和F 2 为焦点
F1 F 2 为焦距
OC=OD------半短轴
OA=OB-----半长轴
一 、开普勒定律
第一定律(轨道定律)
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
V1R1 =V2R2
3、第三定律：（周期定律）
所有行星的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
B
a3 T2
k
半 短 轴 太阳
b
半长轴a
C
行星
A
注意：比值k是一个对所有行星都相同的常量，与
行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有 关的恒量。
注意：
1.多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳 处在圆心处。所以，中学阶段，我们把行星绕太 阳的运动近似当作匀速圆周运动处理。
A.
vb
b a
va
B.
(教科版)高中物理必修第二册第3章 1 天体运动
提示：由开普勒第三定律有Ta3121＝Ta3222，要求火星公转周期，还需知 道地球、火星各自轨道的半长轴。
地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常 扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在 1682 年跟踪过一颗彗星，他算出这 颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的 18 倍，并预言这颗彗星 每隔一定时间就会出现，后来哈雷的预言得到证实，该彗星被命名 为“哈雷彗星”。哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，请你根据开 普勒行星运动第三定律(即Ta32＝k，其中 T 为行星绕太阳公转的周期， a 为轨道的半长轴)估算，它下次飞近地球是哪一年？
01
自主化知识预习
预习任务一：中国古代对宇宙的认识 [教材链接]阅读教材第 54 页中“中国古代对宇宙的认识”的相 关内容，完成下列填空。 1．中国古代宇宙理论产生于周代至晋代，形成的所谓“论天六 家”是指盖__天__、浑__天__、宣__夜__、昕__天__、穹__天__、安__天__。 2．在长期的发展中，_浑__天__说_成为我国古代宇宙理论的主流学说。 3．浑__天__仪__是西汉时期落下闳制造的用于测量天体位置的仪器， 是我国古代天文学领域的一项杰出成就。
[判一判]
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
(×)
(2)日心说比地心说更科学。
( ×)
预习任务三：开普勒行星运动定律
[教材链接]阅读教材第 55～56 页中“开普勒行星运动定律”的
相关内容，完成下列填空：
定律
内容
公式或图示
开普勒 第一定律
所有的行星绕太阳运动的轨道 都是①椭__圆__，太阳处在椭圆的 一个②_焦__点_上
【能力达成】 对开普勒定律的理解 (1)开普勒三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星 绕地球的运动，更一般地讲，适用于任何天体绕某一中心天体的运 动。当然，对于不同的中心天体，开普勒第三定律中的比例常数 k 是不同的。 (2)开普勒行星运动定律是总结行星运动的观察结果而归纳出来 的规律。它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的 资料中总结出来的。
地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常 扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在 1682 年跟踪过一颗彗星，他算出这 颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的 18 倍，并预言这颗彗星 每隔一定时间就会出现，后来哈雷的预言得到证实，该彗星被命名 为“哈雷彗星”。哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，请你根据开 普勒行星运动第三定律(即Ta32＝k，其中 T 为行星绕太阳公转的周期， a 为轨道的半长轴)估算，它下次飞近地球是哪一年？
01
自主化知识预习
预习任务一：中国古代对宇宙的认识 [教材链接]阅读教材第 54 页中“中国古代对宇宙的认识”的相 关内容，完成下列填空。 1．中国古代宇宙理论产生于周代至晋代，形成的所谓“论天六 家”是指盖__天__、浑__天__、宣__夜__、昕__天__、穹__天__、安__天__。 2．在长期的发展中，_浑__天__说_成为我国古代宇宙理论的主流学说。 3．浑__天__仪__是西汉时期落下闳制造的用于测量天体位置的仪器， 是我国古代天文学领域的一项杰出成就。
[判一判]
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
(×)
(2)日心说比地心说更科学。
( ×)
预习任务三：开普勒行星运动定律
[教材链接]阅读教材第 55～56 页中“开普勒行星运动定律”的
相关内容，完成下列填空：
定律
内容
公式或图示
开普勒 第一定律
所有的行星绕太阳运动的轨道 都是①椭__圆__，太阳处在椭圆的 一个②_焦__点_上
【能力达成】 对开普勒定律的理解 (1)开普勒三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星 绕地球的运动，更一般地讲，适用于任何天体绕某一中心天体的运 动。当然，对于不同的中心天体，开普勒第三定律中的比例常数 k 是不同的。 (2)开普勒行星运动定律是总结行星运动的观察结果而归纳出来 的规律。它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的 资料中总结出来的。
天体运动(课件)高一物理(教科版2019必修第二册)
可能就是认为行星绕太阳做匀速圆周运动
造成的.后来他花了四年时间一遍一遍地进
行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现
了行星运动三大定律.
开普勒第一定律
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。
说明：
1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。
2.不同行星轨道不所有轨道的焦点重合。
行星都绕地球运动．
地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.
托勒密
“地心说”模型
（二）日心说
代表人物：哥白尼
哥白尼在16世纪提出了日心说．
日心说认为太阳是宇宙的中心，
地球和其他行星都绕太阳做匀速
圆周运动．
1543年哥白尼的《天体运行论》
出版，书中详细描述了日心说理
论.
哥白尼
关注：日心说
(1)日心说提出的背景：在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不
【解析】 A、C错，B对：在行星运动时，行星和太阳的连线，在相等
律的区别：前者揭示的是同一行
的时间内，扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大。
D对：行星运行时速度的大小、方向都在改变，所以是变速曲线运动。
星在距太阳不同距离时运动快慢
的规律，后者揭示的是不同行星
运动快慢的规律。
题2［2020·郑州一中高一检测］理论和实践证明，开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中
3.1
天 体 运 动
人类对太空的探索
中国古代人们对太空的遐想：
天问
遂古之初,谁传道之?
上下未形,何由考之?
……..
夜光何德,死则又育?
厥利维何,而顾菟在
腹?
……..
人类对太空的探索
浩瀚的宇宙，群星璀璨，自古以来就吸引着人们探索其中的奥秘。是什么
造成的.后来他花了四年时间一遍一遍地进
行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现
了行星运动三大定律.
开普勒第一定律
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。
说明：
1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。
2.不同行星轨道不所有轨道的焦点重合。
行星都绕地球运动．
地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.
托勒密
“地心说”模型
（二）日心说
代表人物：哥白尼
哥白尼在16世纪提出了日心说．
日心说认为太阳是宇宙的中心，
地球和其他行星都绕太阳做匀速
圆周运动．
1543年哥白尼的《天体运行论》
出版，书中详细描述了日心说理
论.
哥白尼
关注：日心说
(1)日心说提出的背景：在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不
【解析】 A、C错，B对：在行星运动时，行星和太阳的连线，在相等
律的区别：前者揭示的是同一行
的时间内，扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大。
D对：行星运行时速度的大小、方向都在改变，所以是变速曲线运动。
星在距太阳不同距离时运动快慢
的规律，后者揭示的是不同行星
运动快慢的规律。
题2［2020·郑州一中高一检测］理论和实践证明，开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中
3.1
天 体 运 动
人类对太空的探索
中国古代人们对太空的遐想：
天问
遂古之初,谁传道之?
上下未形,何由考之?
……..
夜光何德,死则又育?
厥利维何,而顾菟在
腹?
……..
人类对太空的探索
浩瀚的宇宙，群星璀璨，自古以来就吸引着人们探索其中的奥秘。是什么
高中物理天体运动总结及习题课课件.ppt
❖ 8、卫星的向心加速和物体随地球自转的向心加速度有什么区别？
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
教科版高中物理必修二3.1《天体运动》ppt课件
【变式2】 哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法 中不正确的是 A．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度 C．彗星运转周期为75年，则它的轨道的半长轴是地球公 转轨道半长轴的5 45倍 D．若彗星周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的 75倍 3 ( )．
答案
C
借题发挥 此题作了近似处理，因为在椭圆 上任取一小段，每一小段都可看成一个独立 的圆周上的一段圆弧，所不同的是曲率可能 不同而已．
【变式1】 据报道，美国计划于 2021年开始每年送15 000 名游客上太空旅 游．如图 3 － 1 － 1 所 示，当航天器围绕地 球做椭圆运行时，近 地 点 A 的 速 率 ________( 填 “ 大 于”“小于”或“等 于”)远地点B的速 率．
1 天体运动
1 ．能简要地说出日心说、地心说的两种不同 观点． 2．知道开普勒对行星运动描述的三定律． 3 ．体会科学家在宣传和追求科学真理时所表 现的坚定信念和献身精神
一、古代关于天体运动的两种学说 内容 地球 是宇宙的中心， 地 而且是静止不动的， 地球 心 太阳、月亮以及其他 说 太阳 行星都绕 运动 局限性 都把天体的运 动看得很神圣， 认为天体的运 匀速圆周 动必然是最完 美、最和谐的 太阳 是宇宙的中心， 运 日 且是静止不动的，地 动，而和丹麦 心 球和其他行星都绕 天文学家第谷 说 运动 的观测数据不
提示 由开普勒第二定律可知，由于在相等 的时间内，行星与太阳的连线扫过相等的面 积，显然相距较近时相等时间内经过的弧长 必须较长，因此运动速率较大．
三、行星运动的近似处理 圆 圆心 行星绕太阳运动的轨道十分接近 ，太 角速度 阳处在 ． 线速度 匀速圆周 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的 轨道半径 ) 不 变 ， 即 行 星 做 (或 运动． 二次方 所有行星 的三次方跟它的公转轨 道周期的 的比值都相等．
高一教科版物理必修二第三章第1节天体运动开普勒三定律(讲义)
二、重难点提示：重点：1. 开普勒三定律的内容，2. 掌握并会用开普勒三定律解决天体运动问题；难点：天体的追及问题。
一、开普勒三定律发现过程1. 两种学说地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动。
日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
丹麦天文学家开普勒信奉日心说，通过四年多的刻苦计算，最终发现了三个定律。
2. 发现过程：（1）被称为“星子之王”的第谷·布拉赫在天体观测方面获得不少成就，死后留下二十多年的观测资料和一份精密星表。
他的助手开普勒利用了这些观测资料和星表，进行新星表编制。
然而工作伊始便遇到了困难，按照正圆轨道来编制火星运行表一直行不通，火星这个“狡猾家伙”总不听指挥，老爱越轨。
经过一次次分析计算，开普勒发现，如果火星轨道不是正圆，而是椭圆，那么矛盾不就烟消云散了吗。
经过长期细致而复杂的计算以后，他终于发现：行星在通过太阳的平面内沿椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上。
这就是行星运动第一定律，又叫“轨道定律”。
（2）当开普勒继续研究时，“诡谲多端”的火星又将他骗了。
原来，开普勒和前人都把行星运动当作等速来研究的。
他按照这一方法苦苦计算了1年，却仍得不到结果。
后来他发现，在椭圆轨道上运行的行星速度不是常数，而是在相等时间内，行星与太阳的连线所扫过的面积相等。
这就是行星运动第二定律，又叫“面积定律”。
（3）开普勒又经过9年努力，找到了行星运动第三定律：太阳系内所有行星公转周期的平方同行星轨道半长径的立方之比为一常数，这一定律也叫“周期定律”。
二、开普勒三定律内容随着人类航天技术的飞速发展和我国嫦娥绕月卫星的发射成功，以天体运动为载体的问题将成为今后的考查热点。
在现行的高中物理教材中主要引用了开普勒三大定律来描述天体运动的规律，这三条定律的主要内容如下：1. 开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。
《天体运动模型》课件
天体运动模型的发展历程
古代天文学
古代天文学家通过对天体的观察 和记录，初步建立了描述天体运
动的模型。
牛顿经典力学
牛顿提出了万有引力定律，为描述 天体之间的相互作用提供了基础。
相对论
爱因斯坦的相对论对经典力学进行 了修正，提供了更精确的天体运动 模型。
PART 02
天体运动模型的理论基础
REPORTING
模拟结果的分析和解释
数据可视化
将模拟结果进行可视化处理，便于观察和分析。
结果分析
对模拟结果进行分析，探究天体运动的规律和特点。
结果解释
根据模拟结果，解释天体运动的原因和机制。
PART 05
天体运动模型的应用实例
REPORTING
行星探测任务的轨道设计
1 2 3
轨道设计
利用天体运动模型，可以精确计算行星探测器的 轨道，确保探测器能够准确到达目标行星，并节 省能源。
太阳一周所需的时间与它们轨道半径的平方根成正比。
牛顿第二定律
总结词
牛顿第二定律是描述物体加速度与作用力之间关系的定律，它指出物体加速度的大小与作用力成正比 ，与物体质量成反比。
详细描述
牛顿第二定律也被称为动力学定律，它是由英国物理学家牛顿在17世纪提出的。这个定律指出物体加 速度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。在天体运动模型中，这个定律用于描述天体在万 有引力作用下的运动规律，是天体运动模型的理论基础之一。
数据分析
通过对观测数据进行分析，结合天体运动模型，可以确认新发现 的太阳系外行星的存在和性质。
轨道稳定性
通过天体运动模型，还可以评估新发现的太阳系外行星的轨道稳 定性，为后续研究提供参考。
THANKS
新教科版高一物理必修二课件3.1 天体运动 (共25张PPT)
a
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
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、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
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、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§3.1 天体运动
18世纪，天文学家对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同的特 点,你能通过图知道有哪些共同特点吗？
太阳
一、探究古代人们对天体运动的认识
请同学们阅读课本前两段内容，回答下列问题
• • • • • • •
1、“地心说”的基本观点是什么？ 2、“日心说”的基本观点是什么？ 3、“日心说”和“地心说”哪个更正确呢？ 试举例说明。 4、“日心说”的观点是否绝对正确？ 5、哪种观点统治时间长，为什么？ 6、哪位科学家否定了古人的观点，发现并 总结了什么定律 下一页
• 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.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
1.行星绕太阳运动的 轨道十分接近圆，太 阳处在圆心
• 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： 2. 对于每一个行星而 言，太阳和行星的联 线在相等的时间内扫 过相等的面积 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
若是匀速圆 周运动„„
开普勒（德国）
↓ ↓
否定19 种假设
第 谷（丹麦）
四年多的刻苦计算 → 8分的误差 ← 二十年的精心观测
↓
↓
行星轨道为椭圆
开普勒行星运动定律
开普勒
开轨 普道 勒定 律 第 一 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 定 椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 律
数学补充：什么是椭圆？
二、探究开普勒行星运动定律的建立
请同学们阅读课本内容，回答下列问题
• 1、古人认为天体做什么运动？ • 2、开普勒的导师是谁，他做了哪些工作， • 他认为天体做什么样的运动？ • 3、开普勒开始认为天体做何运动？最后研 • 究的结论是什么？
丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行 观测并记录了精确的数据。
开普勒行星运动定律
开普勒
开 普 勒 第 周 所有行星的轨道的半长轴的三次方 三 期 跟公转周期的二次方的比值都相等 定定 3 a 律律 k，k是和中心天体（太阳） 有关的量 2
T
开普勒行星运动的三大定律
注意:1.K是一个常量，它与行星无关，与中心 天体有关。 2.轨道半长轴越大,公转周期越大.
a k，k是和中心天体（太阳） 有关的量 2 T
3
开普勒第三定律
说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动， a3 也适用于卫星绕着地球转，不过比例式 2 k ,式 T 中的k是不同的，与中心天体有关．
实际上行星绕太阳的运动 很接近圆，在中学阶段，可近 似看成圆来处理问题，那么开 普勒三定律的形式又如何？
C
P
图钉
A
图钉
F1
O
F2
B
D
F1 和F 2 为焦点
F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴
OA=OB-----半长轴
开普勒行星运动定律
开普勒
开 普 勒面 第积 二定 定 律 对于每一个行星而言，太阳和行星的 联线在相等的时间内扫过相等的面积 律
行星运行的速度变化有什么规律呢?
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
• 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： 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 3.所有行星的轨道的 半径的三次方跟公转 周期的二次方的比值 都相等 即R³ /T²=k
课堂训练
1．下列说法正确的是…………………………(
)
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕 地球运动 B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2的18倍。
D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来 都是不正确的
分析；“地心说”是错误的，所以A不正确．
太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，
所以，B、C不正确，D正确．
2.有两个人造地球卫星，
它们绕地球运转的轨道半 径之比是1：2，则它们绕 地球运转的周期之比为 。
1: 2 2
哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预 言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞 近地球是哪一年？ 提供数据： （1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁 的椭圆；
18世纪，天文学家对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同的特 点,你能通过图知道有哪些共同特点吗？
太阳
一、探究古代人们对天体运动的认识
请同学们阅读课本前两段内容，回答下列问题
• • • • • • •
1、“地心说”的基本观点是什么？ 2、“日心说”的基本观点是什么？ 3、“日心说”和“地心说”哪个更正确呢？ 试举例说明。 4、“日心说”的观点是否绝对正确？ 5、哪种观点统治时间长，为什么？ 6、哪位科学家否定了古人的观点，发现并 总结了什么定律 下一页
• 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.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
1.行星绕太阳运动的 轨道十分接近圆，太 阳处在圆心
• 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： 2. 对于每一个行星而 言，太阳和行星的联 线在相等的时间内扫 过相等的面积 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
若是匀速圆 周运动„„
开普勒（德国）
↓ ↓
否定19 种假设
第 谷（丹麦）
四年多的刻苦计算 → 8分的误差 ← 二十年的精心观测
↓
↓
行星轨道为椭圆
开普勒行星运动定律
开普勒
开轨 普道 勒定 律 第 一 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 定 椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 律
数学补充：什么是椭圆？
二、探究开普勒行星运动定律的建立
请同学们阅读课本内容，回答下列问题
• 1、古人认为天体做什么运动？ • 2、开普勒的导师是谁，他做了哪些工作， • 他认为天体做什么样的运动？ • 3、开普勒开始认为天体做何运动？最后研 • 究的结论是什么？
丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行 观测并记录了精确的数据。
开普勒行星运动定律
开普勒
开 普 勒 第 周 所有行星的轨道的半长轴的三次方 三 期 跟公转周期的二次方的比值都相等 定定 3 a 律律 k，k是和中心天体（太阳） 有关的量 2
T
开普勒行星运动的三大定律
注意:1.K是一个常量，它与行星无关，与中心 天体有关。 2.轨道半长轴越大,公转周期越大.
a k，k是和中心天体（太阳） 有关的量 2 T
3
开普勒第三定律
说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动， a3 也适用于卫星绕着地球转，不过比例式 2 k ,式 T 中的k是不同的，与中心天体有关．
实际上行星绕太阳的运动 很接近圆，在中学阶段，可近 似看成圆来处理问题，那么开 普勒三定律的形式又如何？
C
P
图钉
A
图钉
F1
O
F2
B
D
F1 和F 2 为焦点
F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴
OA=OB-----半长轴
开普勒行星运动定律
开普勒
开 普 勒面 第积 二定 定 律 对于每一个行星而言，太阳和行星的 联线在相等的时间内扫过相等的面积 律
行星运行的速度变化有什么规律呢?
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
• 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： 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 3.所有行星的轨道的 半径的三次方跟公转 周期的二次方的比值 都相等 即R³ /T²=k
课堂训练
1．下列说法正确的是…………………………(
)
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕 地球运动 B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2的18倍。
D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来 都是不正确的
分析；“地心说”是错误的，所以A不正确．
太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，
所以，B、C不正确，D正确．
2.有两个人造地球卫星，
它们绕地球运转的轨道半 径之比是1：2，则它们绕 地球运转的周期之比为 。
1: 2 2
哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预 言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞 近地球是哪一年？ 提供数据： （1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁 的椭圆；