2019-2020学年人教版物理必修二 第六章 第一节 行星的运动 课件(42张)

[变式训练1] (多选)关于行星绕太阳运动说法正 确的是( )
A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B．太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都 是椭圆 C．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 D．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
解析 太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是 椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上， 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，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于 90°，行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和 它与太阳连线的夹角小于 90°，D 错误。
(2)日心说
① □04 太阳 是宇宙的中心，是静止不动的，所 有行星都绕太阳做 □05 匀速圆周运动 。
②地球是绕 □06 太阳 旋转的行星；月球是绕 □07 地球 旋转的卫星。
③太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，
造成太阳每天东升西落的现象。
④日心说的代表人物是 □08 哥白尼 。
(3)局限性
例 2 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，其公转周 期为 T。如图所示，飞船要返回地面，可以在轨道上的某 一点 A 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以 地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在 B 点相切。如果地球半径为 R0，求飞船由 A 点运动到 B 点 所需的最短时间。
(1)飞船在做圆周运动时半长轴怎么算？ 提示：飞船做圆周运动时，半长轴和半短轴长度相 同，长度都等于半径。 (2)飞船在椭圆轨道运动时半长轴是什么？ 提示：飞船在椭圆轨道运动时，半长轴应是 AB 间距 离的一半，而 AB 间距离为 R＋R0，故半长轴为R＋2 R0。
提示：(1)这是日心说的观点，具有历史局限性。 (2)太阳每天东升西落，是由于地球每天自西向东 自转一周。
课堂任务 开普勒行星运动定律 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：图甲中行星绕太阳运动的轨迹是圆吗？ 提示：近似圆，但实际轨迹是椭圆。 活动 2：图乙表述的是什么，能看出些什么结论？ 提示：图乙是行星绕着太阳运动的示意图。从图可 以看出：(1)行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一 个焦点上；(2)两扇形的面积相等，即行星与太阳的连线 在相等时间扫过相等的面积。
人教版物理必修二第六章 万有引力与航天
第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动
1．了解地心说和日心说的主要内容和代表人物。 2．知道人类对行星运动的认识过程。 3．理解并应用开普勒行星运动定律分析一些简单 问题。
1.两种对立的学说
(1)地心说
① □01 地球 是宇宙的中心，是静止不动的。 ②太阳、月亮以及其他行星都绕 □02 地球 运动。 ③地心说的代表人物是古希腊科学家 □03 托勒密 。
想一想 地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来 这两种观点哪一种是正确的？
提示：两种观点受人们意识的限制，是人类发展到 不同历史时期的产物。两种观点都具有历史局限性，现 在看来都是不正确的。
判一判 (1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。 (× ) (2)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球 运动。( × )
阳的连线在相等的时间内扫过□13 相等的面积 。
(3)开普勒第三定律：所有行星的轨道的 □14 半长轴 的三次方 跟它的 □15 公转周期的二次方的比值都相
等。其表达式为 □16 Ta32＝k ，其中 a 是椭圆轨道的
半长轴，T 是行星绕太阳公转的周期，k 是一个与行星
□17 无关 (填“有关”或“无关”)的常量。
③公式Ta32＝k 不只适用于太阳，还适合所有的行星绕 着恒星运动，也适合卫星绕着行星运动，其中的 k 是只 与中心天体有关，与环绕天体没有关系。比如：月球和 其他人造卫星都绕地球的运动，其中常数 k 只与地球有 关。
④公式Ta32＝k，对于同一中心天体来说，k 的数值相 同；对于不同的中心天体，k 的数值不同。
都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然
是最完美、最和谐的 □09 匀速圆周 运动，但计算所得的 数据和丹麦天文学家 □10 第谷 的观测数据不符。
2．开普勒行星运动定律
(1)开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都
是 □11 椭圆 ，太阳处在□12 椭圆的一个焦点 上。
(2)开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太
提示：不一样，近日点速度最大，远日点速度最小。
[规范解答] 根据开普勒第二定律：行星和太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积，得到行星在近日 点速度最大，远日点速度最小。因为行星在 A 点的速率 比在 B 点的速率大，所以太阳位于离 A 点近的焦点 F2 上，A 正确。
各行星绕太阳运动的轨迹不相同，但都是椭圆，且 所有轨道都有一个共同的焦点——太阳，同一行星在近 日点速度最大，在远日点速度最小。
活动 3：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)开普勒行星运动三定律的描述及意义
(2)补充说明 ①行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道半长轴不同， 即各行星的椭圆轨道不同，但太阳是所有椭圆轨道的共 同焦点。 ②近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、 最远点，同一行星在轨道上离太阳越近时，速度越大， 在近日点速度最大，在远日点速度最小，且离太阳越近， 行星的速率越大。
例 1 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1 和 F2 是椭圆轨道的两个焦点，行星在 A 点的速率比在 B 点的大，则太阳是位于( )
A．F2 C．F1
B．A D．B
(1)太阳与行星的位置关系怎样？ 提示：行星绕太阳转的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆 的一个焦点上。 (2)行星绕太阳转动时的速度大小各处一样吗？
[规范解答] 飞船绕地球做圆周运动(半长轴和半短
轴相等的特殊椭圆)时，半长轴为 R，飞船椭圆轨道的半
长轴为R＋2 R0，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为 T′，由 开普勒第三定律知：RT23＝R8＋T′R023，因此飞船从 A 点运动
到 B 点所需的最短时间为 t＝T2′＝R＋4RR0T