高中物理6.1《行星的运动》

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人教版高一物理必修2第六章 6.1行星的运动(共30张PPT)

人教版高一物理必修2第六章  6.1行星的运动(共30张PPT)
1.地心说
代表人物: 托勒密
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。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说,它最初由古希腊学者欧多克斯在公元 前三世纪提出,后来经托勒密(90-168)进一步发展而逐渐建立和完善起来。
托勒密的天体模型之所以能够流行千年,是有它的优点和历史原因的。
训练4、设月球绕地球运动的周期 为27天,则月球中心到地球中心的 距离R1与地球的同步卫星到地球中 心的距离R2之比即R1∶R2为( B ) A.3∶1 B.9∶1 C.27∶1 D.18∶1
训练5、如图所示是行星 m 绕恒星 M 运动的情况
示意图,则下列说法正确的是( C )
A.速度最大点是B点 B.速度最小点是C点 C.m从A到B做减速运动 D.m从B到A做减速运动
①水星、木星、金星、火星、土星五颗行星和地球一 样,都在圆形轨道上匀速率地绕太阳公转。
②月球是地球的卫星,它在以地球为中心的圆轨道上, 每月绕地球转一周,同时跟地球一起绕太阳公转。
③地球每天自转一周,天穹实际上不转动,因地球自 转才出现日月星辰每天东升西落的现象。
④恒星和太阳间的距离十分遥远,比日地间的距离要 大得多。
约在公元前260年,古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观 点。但真正发展并完善日心说的,是来自波兰的哥白尼(1473-1543)。
你从哥白尼身上学到了什么?
材料1:哥白尼坚信宇宙与自然是美的,而美的东 西是简单与和谐的。 对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。
哥白尼认为,地球不是宇宙的中心,而是一颗普通行 星,太阳才是宇宙的中心,行星运动的一年周期是地球 每年绕太阳公转一周的反映。主要内容是:
十六世纪“日心说”创立之前的一千多年中,“地心 说”一直占统治地位,并长期为教会所利用,宣称恒星 天上面是最高天,也就是天神的住所。由于这一学说没 有反映行星运动的本质,经不起长时间的观测检验,后 来为哥白尼“日心说”所推翻。

高中物理课件-6.1行星的运动

高中物理课件-6.1行星的运动

观察下图是按不同比例尺绘 制的太阳系八颗行星及冥王 星的轨道
实际上,行星的轨道与 圆十分接近,所以在中学阶 段的研究中我们按圆轨道处 理.这样就可以说:
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 (线速度)大小不变,即行 星做匀速圆周运动。
③所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的 二次方的比值都相等。
3. 36 ×1018 3. 36 ×1018 3. 31 ×1018 3. 36 ×1018 3. 36 ×1018 3. 36 ×1018
3. 37 ×1018 3. 36 ×1018
3、开普勒第三定律:
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.
地球
F
F
a
a3 T2 k
比值k是与行星无关,而
离太阳 近时速 度快, 离太阳 远时速 度慢。
你从中发现了什么?
行星
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
半长轴a/106 km 公转周期/T k=R3 /结T2/(论m3 • s2)
57 108 149 228 778 1426 2869 4495
87.97 225 365 687 4333 10759 30686 60188
二、开普勒行星运动定律?
1609年开普勒在 《新天文学》一书中公 布了开普勒第一、第二 定律,
1619年又公布了开 普勒第三定律。
被称为“天空的立法 者”。
开普勒
1、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。
2、开普勒第二定律:
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。

高一物理-6.1 行星的运动

高一物理-6.1 行星的运动

图示
三、行星运动的近似处理
定律
近似处理方法
开普勒第 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处
一定律 在_圆__心__
开普勒第 二定律
对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角 速度(或线速度大小)不变 ,即行星做 _匀__速__圆__周_运__动___
开普勒第 三定律
所有行星_轨__道__半_径___的三次方跟它的_公__转__周_期__ 的 二次方的比值都相等,表达式为_Tr_32_=__k__
(6)行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长。
(√)
(7)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动。
(√ )
[例] 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普
勒行星运动定律可知
()
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
√C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之
√C.m 从 A 点运动到 B 点做减速运动
D.m 从 A 点运动到 B 点做加速运动
说 都绕太阳运动
_第__谷__的观测数据不符
二、 开普勒行星运动定律
哥白尼模型的几个基本问题: 为什么只有6个行星围绕太阳旋转? 为什么这些行星的距离如此有序? 为什么它们距太阳越远,其运动越慢?
二、 开普勒行星运动定律
内容 所有行星绕太阳运动的一个焦点上 (椭圆定 说明 不同行星绕太阳运动 律) 时的椭圆轨道是不同的
周运动的卫星,它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运

C.天穹不转动,因为地球每天自西向东转一周,造成天体每天东
升西落的现象
√D.与日地距离相比,其他恒星离地球都十分遥远,比日地间的距
离大很多

6.1行星的运动xyr

6.1行星的运动xyr

应用1—1 关于 “ 日心说 ” 和 “ 地心说 ” 的 关于“ 日心说” 地心说” 应用 一些说法中,正确的是( ) 一些说法中,正确的是 • A.地球是宇宙的中心,是静止不动的 .地球是宇宙的中心, • B. “ 太阳从东方升起 , 在西方落下 ” , . 太阳从东方升起, 在西方落下” 这说明太阳绕地球转动, 这说明太阳绕地球转动,地球是不动的 • C.如果认为地球是不动的 以地球为参考 . 如果认为地球是不动的(以地球为参考 系),行星运动的描述不仅复杂且问题很多 , • D.如果认为太阳是不动的 以太阳为参考 . 如果认为太阳是不动的(以太阳为参考 系),则地球和其他行星都在绕太阳转动 , 答案: 答案:CD
【例 1】 】 16 世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料, 世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,
多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说” 经过 40 多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下 四个基本论点,这四个基本论点目前看存在缺陷的是( 四个基本论点,这四个基本论点目前看存在缺陷的是 )
• A.宇宙的中心是太阳,所有的行星都在绕太阳做匀 .宇宙的中心是太阳, 速圆周运动 • B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地 .地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星, 球做匀速圆周运动的卫星, 球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运动的同时还跟 地球一起绕太阳运动 • C.天穹不转动,因为地球每天自西向东转一周,造 .天穹不转动,因为地球每天自西向东转一周, 成天体每天东升西落的现象 • D.与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日 .与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远, 地间的距离大的多 【答案】 ABC 答案】
哥白尼
布鲁诺
伽利略
2、开普勒行星运动定律 、

6.1 行星的运动

6.1 行星的运动

选做题
1、已知宇宙飞船离地面的最大距 离为183km,最近距离为24.4km,求飞 船绕地球运转的周期。地球的开普勒恒 量k=1.01×1013m3/s2
(提示:注意地球半径)
选做题
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道运动, 如图,F1、F2是椭圆轨道的两个焦点,太阳 在焦点F1上。已知两个焦点的连线与椭圆的 交点A到F1距离为a,与交点椭圆的交点B到 F1距离为b,则行星在A、B两点的速率之比 为多大?
开普勒三条定律
开普勒第二定律 (亦称面积定律) 对于每一个行星而言,太阳和行 星的连线在相等的时间内扫过相等的面 积。(近日点速率最大,远日点速率最小)
开普勒三条定律
开普勒第三定律 (亦称周期定律) 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:a3 / T 2 = k
K是一个只决定于被绕天体(中心天体) 质量的物理量
3、飞船沿半径为R的圆周 绕地球运动,其周期为T, 如果飞船要返回地面,可 在轨道上的某点A处,将 速率减小到适当数值,从 而使飞船沿着以地心为焦 点的椭圆轨道运动,椭圆 和地球表面在B点相切, 如图所示。 如果地球半 径为R0,求飞船由A点到B 点所需的时间。
地球
R
R0
6.1 行星的运动
地球
银河中的太阳系
开普勒三条定律的得出
星体做匀速 圆周运动
二十年的 精心观测
第 谷(丹麦)
十年多的 刻苦计算 开普勒(德国)
否定19种假设
结论:认为行星轨道 为椭圆
开普勒三条定律
开普勒第一定律 (亦称轨道定律) 所有的行星围绕太阳运动的轨道 是椭圆,太阳处在所在椭圆的一个焦 点上。
例题一:
• 某一人造卫星绕地球做匀速 圆周运动,其轨道半径为月球 绕地球轨道半径的1/3,则卫 星运行的周期大约是多少?

高一物理《必修2》6.1行星的运动 人教版

高一物理《必修2》6.1行星的运动 人教版

日心说
哥白尼雕像(华沙) 哥白尼雕像(华沙)
观点:太阳是静止不动的, 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。 绕太阳做匀速圆周运动。
日心说
哥白尼雕像(加沙) 哥白尼雕像(加沙)
观点:太阳是静止不动的, 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。 绕太阳做匀速圆周运动。
思考
在古代,人们对天体的运动存在哪两种学说? 在古代,人们对天体的运动存在哪两种学说?
你能不能谈谈这两种学说的主要观点? 你能不能谈谈这两种学说的主要观点?
日心说
托勒密
日心说
哥白尼
16世纪,波兰天 16世纪 世纪, 文学家哥白尼根据天 文观测的大量资料经 40多年的天文观测 过40多年的天文观测 和潜心研究, 和潜心研究,提出 日心体系” “日心体系”宇宙图 景。
1
学习目标
行星的运动
1.阅读教材, 1.阅读教材,了解人类对行星运动规律的认识 阅读教材 历程 2.通过学习知道开普勒行星运动规律, 2.通过学习知道开普勒行星运动规律, 通过学习知道开普勒行星运动规律 3.对比了解开普勒第三定律中 对比了解开普勒第三定律中k 3.对比了解开普勒第三定律中k的大小只与中 心天体有关
思考
在太阳系八大行星中, 在太阳系八大行星中,海王星离太 最远” 阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最 对吗? 长,对吗?
Yes, Yes,you are right !
练习 关于行星的运动以下说法正确的 A.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越长 行星轨道的半长轴越长, B.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长 行星轨道的半长轴越长, C.水星轨道的半长轴最短,公转周期就最长 水星轨道的半长轴最短, D.海王星离太阳“最远”,公转周期就最长 海王星离太阳“最远”

新人教版高中物理必修二:6.1《行星的运动》课件(共16张PPT)

新人教版高中物理必修二:6.1《行星的运动》课件(共16张PPT)

(二)开普勒定律
开普勒第一定律 (轨道定律)
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。
开普勒第二定律面积定律
对每个行星而言,行星和太阳的连线在 任意相等的时间内扫过的面积都相等
SA SB SC
近日点
远日点
讨论:近日点的速率与远日点速率哪一个大? 为什么?拓展提高:能求速度之比吗?
亚里士多德九重天示意图
托勒密
• 托勒密全面继承了亚里士多德的地心说, 并利用前人积累和他自己长期观测得到的数 据,写成了8卷本的《伟大论》。在书中,他 把亚里士多德的9层天扩大为11层,把原动力 天改为晶莹天,又往外添加了最高天和净火 天。托勒密设想,各行星都绕着一个较小的 圆周上运动,而每个圆的圆心则在以地球为 中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫 “均轮”,每个小圆叫“本轮”。同时假设 地球并不恰好在均轮的中心,而偏开一定的 距离,均轮是一些偏心圆;日月行星除作上 述轨道运行外,还与众恒星一起,每天绕地 球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结 构的数学图景,却较为完满的解释了当时观 测到的行星运动情况,并取得了航海上的实 用价值,从而被人们广为信奉。
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。
开普勒第三定律 (周期定律)
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。
R3 T2 k
谢谢
9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
THE END
谢谢观看
开普勒第三定律 (周期定律)

6.1《行星的运动》

6.1《行星的运动》

Mm F=G 2 r
M F ∝ 2 r
结论符合猜想, 结论符合猜想,猜想有可能正确 第五步——实验验证 第五步 实验验证
随 堂 关于行星对太阳的引力的说法中正确的 练 是( A ) 习 A.行星对太阳的引力与太阳对行星的 行星对太阳的引力与太阳对行星的
行星对太阳的引力与太阳对行星的 引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成 行星对太阳的引力与太阳的质量成 正比, 正比,与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳 太阳对行星的引力大于行星对太阳 的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质 行星对太阳的引力大小与太阳的质 量成正比, 量成正比,与行星距太阳的距离成反比
3
r
B
)3
=k
1 (r + R )T t = T'= 2 4r
r+R 2r
[课堂训练 课堂训练] 课堂训练 1.下列说法正确是 ( D ) 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 D.“地心说”和哥白尼提出的“日 心说”现在看来都是不正确的
笛卡尔
行星的运动是太阳吸引的缘 故,并且力的大小与到太阳距 离的平方成反比。 离的平方成反比。
胡克
科 学 足 迹
当年牛顿在前人研 究的基础上, 究的基础上,并凭借其 超凡的数学能力和坚定 的信念,深入研究, 的信念,深入研究,最 终发现了万有引力定律 万有引力定律。 终发现了万有引力定律
牛顿 (1643—1727) (1643— 英国著名的物理学家
A
r
R
B
【解析】: 解析】
(1)A、B均在飞船绕太阳运动的椭圆轨 ) 、 均在飞船绕太阳运动的椭圆轨 道上, 为近地点, 为远地点 为远地点, 道上,且A为近地点,B为远地点, 为近地点 故VA>VB

必修2 6.1 行星的运动 课件

必修2 6.1 行星的运动 课件

对开普勒行星运动定律的理解
1. 从空间分布认识: 行星的轨迹都是椭圆, 所有椭圆有一个共同的焦点, 太阳就在此焦点 上. 因此第一定律又叫椭圆轨道定律, 如图所示.
意义: 第一定律告诉我们, 尽管各行星的轨道大小不同, 但它们的共同规律是: 所有行星都 沿椭圆轨道绕太阳运动, 太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上. 否定了行星圆形轨道 的说法, 建立了正确的轨道理论, 给出了太阳准确的位置.
10 12 10
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二、开普勒行星运动定律
定 律 开 普 勒 第 一 定 律 内容 所有行星绕 太阳运动的 轨道都是椭 圆, 太阳处在 椭圆的一个 焦点上 公式或图示
定 律 开 普 勒 第 二 定 律
内容
公式或图示
对任意一个行星来说 , 它与 太阳的连线在相等时间内 扫过相等的面积
定 律
内容
公式或图示
开 普 勒 第 三 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
思路点拨: 分别确定圆形轨道和椭圆轨道的半长轴大小, 根据开普勒第三定 律求解. 解析: 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动时, “半长轴”大小为 R , 沿椭圆轨 道运动时的半长轴大小为 R' = T' ,
R R0 2
, 设飞船沿椭圆轨道运动时周期为
R3 由开普勒第三定律得 2 T
R 3 R R0 T = , 联立解得 T' = 2 T 2R
【例 1】 关于太阳系中行星运行的轨道, 以下说法中正确的是
(
)
A. 所有的行星绕太阳的轨道都是圆 B. 所有的行星绕太阳的轨道都是椭圆 C. 不同行星绕太阳运动的椭圆轨道半长轴是相同的 D. 不同行星绕太阳运动的椭圆轨道半短轴是相同的 解析: 实际上, 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆, 故选项 A 错误, 选项 B 正确; 不同行星绕太阳运动的椭圆轨道不同, 因此, 轨道的半长轴或半短轴并不相同, 但轨道半长轴的三次方与公 转周期二次方的比值都相同, 选项 C 、D 错误. 答案: B.

人教版 必修二第六章第一节《行星的运动》学案+答案

人教版 必修二第六章第一节《行星的运动》学案+答案

第六章 万有引力与航天6.1 《行星的运动》学案【学习目标】1.知道地心说和日心说的基本内容。

2.知道行星绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

3.学习开普勒三大定律,能用三大定律解决问题。

4.了解人类对行星的认识过程是漫长且复杂的,真理来之不易。

【重点难点】开普勒三大定律且应用【课前预习】1、“地心说”的观点:。

代表人物是。

2、“日心说”的观点:。

代表人物是。

3、开普勒第一定律:。

4、开普勒第二定律:。

5、开普勒第三定律:。

公式是。

6、公式k Ta 23中的比例系数k 与有关。

[堂中互动][问题探究1]古代对行星运动规律的认识[教师点拨]对天体的运动,历史上有过“地心说”和“日心说”两种对立的认识。

发生过激烈的斗争。

1、地心说由于地球的自转,我们在地球上看到天上的星星,感觉上都是绕地球运动,太阳与月亮也一样,这样人们就很容易得出,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。

其代表人物是古希腊的托勒密.“地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的 神学关于地球是宇宙中心的认识,故地心说一度占据了统治地位.2、日心说波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出“日心说”(《天体运行论》):太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都绕太阳运动。

为宣传和捍卫这个学说,意大利学者布鲁诺被 裁判所活活烧死。

“哥白尼拦住了太阳,推动了地球。

”实际上,太阳也不是宇宙的中心,也并非静止,它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。

…… 例1.16世纪,哥白尼经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个基本论点目前看不存在缺陷的是( )A.宇宙的中心是太阳,所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天体不转动,因为地球每天自西向东转一周,造成天体每天东升西落的现象D.与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多【解析】选D ,所有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;,所有行星实际并不是在做匀速圆周运动,整个宇宙是在不停运动的.所以目前只有D中的观点不存在缺陷.【拓展】关于天体的运动以下说法正确的是()A.天体的运动毫无规律,无法研究B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动【解析】选D.天体运动是有规律的,不是做匀速圆周运动,且轨迹是椭圆,而日心说认为太阳系中的所有行星都绕太阳转动.A、B、C均错误,D正确.[问题探究2]开普勒行星运动定律[教师点拨]1、第谷的观测和记录第谷编制的一部恒星表相当准确,至今仍然有使用价值。

人教版高一物理必修2 6.1行星的运动 课件(41张PPT)

人教版高一物理必修2 6.1行星的运动 课件(41张PPT)
(1)多数大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(线速度)大小不变,即行星做匀速圆周运动
(3)所以行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的
二次方的比值都相等。 总体来说,就是变速椭圆运动作为匀速圆周 运动处理,对应的半长轴即为圆的半径。
课堂小结
1 .地心说与日心说
1、太阳并不是位于椭圆中心,而是位于焦点处。
2、不同行星轨道不同,但所有轨道的焦点重合。
(2)开普勒第二定律 (面积定律)
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。
(3)开普勒第三定律 (周期定律)
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。
a3 T2
(2)德国物理学家开普勒的研究.
总结了他的导师第谷的 全部观测资料,在他最初研 究时,他得到的结果与第谷 的观察数据相差8′,而当时 第谷公认的误差位2′,开普勒 想,这8/可能就是认为行星绕 太阳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.
经过长期繁复的计算和无数次失败,他终于发
现了行星运动的第三条定律:“行星公转周期的平
方等于轨道半长轴的立方。”这一结果发表在1619
C. 天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造 成天体每天东升西落的现象。
D. 与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地 间的距离大得多。
分析
所有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;行星在椭圆 轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足恒量,故 所有行星实际并不是在做匀速圆周运动,整个 宇宙是在不停运动的。

6.1_行星的运动(人教版高一物理必修二)

6.1_行星的运动(人教版高一物理必修二)

k值不一样。 如金星绕太阳的
R3
T2 与地球绕
太阳的
R3
T2
是一样的,因为它们的中心
T2
天体一样,均是太阳。但月球绕地球
运动的 R3 T2
与地球绕太阳的 R3 T2
是不一样
的,因为它们的中心天体不一样。
2、开普勒定律是根据行星运动的现察结 果而总结归纳出来的规律.它们每一 条都是经验定律,都是从行星运动所 取得的资料中总结出来的规律.开普 勒定律只涉及运动学、几何学方面的 内容,不涉及力学原因。
①行星绕太阳运动轨道是圆,太阳处 在圆心上。
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, 即行星做匀速圆周运动。
③所有行星的轨道半径的三次方跟它 的公转周期的平方的比值都相等。
扩展及注意
1、开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运
动,同时它适用于所有的天体运动。
只不过对于不同的中心天体,R3 k中的
【牢记】:不同行星绕太阳运行的椭圆 轨道不一样,但这些轨道有 一个共同的焦点,即太阳所 处的位置。
开普勒第二定律(面积定律)
对任意一个行星来说,它与太阳的连线 在相等时间内扫过相等的面积.
【问题】:行星沿着椭圆轨道运行, 太阳位于椭圆的一个焦 点上,则行星在远日点 的速率与在近日点的速 率谁大?
托勒密
地心说
日心说
太阳是宇宙的中心, 且太阳是静止不动 的,地球和其它行 星都绕太阳做简单 而完美的圆周运动。
代表人物: 波兰科学家哥白尼
哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473-1543), 波兰天文学家、日心说创立者, 近代天文学的奠基人。
日心说
“日心说”与“地心说”的 争论

高一物理6.1行星的运动课件

高一物理6.1行星的运动课件
行星的运动 行 星 的 运 动





(一)古人对天体运动的看法及发展过程
在古代,人们对天体的运动存在着“地心 说”和“日心说”两种对立的看法
(1)地心说:认为地球是宇宙的中心,地球 是静止不动,太阳、月亮及其他行星都绕 地球运动. 代表人物是古希腊学者托勒密.
地 心 说
(2)日心说:认为太阳是宇宙的中心,地 球、月亮及其他行星都在绕太阳运动. 代表人物波兰天文学家是哥白尼.
三、开普勒三定律
开普勒
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
(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 (开普勒第一定律)
开普勒
开 普 勒 第 二 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
(2)对于每一个行星而言,太阳和行星的 连线在相等的时间内扫过相等的面积 (开普勒第二定律)
t3
近 日b 点
用公式表示为:
SAB=SCD=SEK
t4
太阳
t2 远 a日 t1 点
由此可见:行星在远日点a的速率最小,在近日 点b的速率最大。
开普勒
开 普 勒 第 三 定 律
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)所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等 (开普勒第三定律)
地球 太阳 R3 数学表达式: 2 =K T
·
R
其中R是椭圆轨道的长 半轴,T是行星绕太阳公 转的周期,K是一个与行 星无关的常量。
巩固练习
太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动,若设它们的轨道为圆形,若有两颗 行星的轨道半径比为R1:R2=2:1,他们的 质量比为M1:M2=4:1,求它们绕太阳运动 的周期比T1:T2?

新人教版物理必修二6.1《行星的运动》 (共18张PPT)

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他数学非常好,还学习了古希腊语和拉丁语。


数尼
学斯
-
天 才
开 普

1594年,开普勒还没有结束硕士的学习,就接到了教会学校的数学教师 的任命,并且可以参加年历的编制工作。
1595年开普勒出版了自己的处女作《宇宙的奥秘》,并将书寄给了第谷。
第谷出身于丹麦贵族家庭,14岁因 为一次日食对天文学产生浓厚的兴趣。 他有很高的观测才能,深受丹麦国王的 赏识。但是丹麦国王去世了,没有了支 持者,被极度的臣子驱赶离开了丹麦。 但是爱好天文学的奥地利国王“普道尔 夫二世”支持了他吗,在布拉格为他建 造了一个天文台。
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20世纪英国物理学家卢瑟福说 过:任何一个人都不可能突然作 出重大的发现,因为这部符合事 物发展的规律。科学是一步一步 的前进的,每个人都要一考前辈 的工作......科学家不是一考 某个人的思想、而是一考千人凝 聚的智慧。开普勒发现行星运行 定律正是体现了知识的继承、积 累和发展。
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远在布拉格的帝谷听说了开普勒的遭遇,邀请开普 勒来到布拉格,帮助他一起完成观测行星运行的工作。 与1600年,开普勒出事后,他来到了布拉格,当弟谷的 观测行星运行的得力助手。 好景不长,没有多久,第谷生病不治去世了,将珍贵的20 年的观测数据留给了开普勒。
二、开普勒行星运动定律
开普勒第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟 (周期定律) 它的公转周期的二次方的比值都相等
表达式:
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的时间内扫过相等的面积。
离太阳近时速度快,离太阳远时速度慢!
t1 s1
s2 t2
t1 = t2 S1 = S2
v近日点 > v远日点
从运动学的角度来看,还应该研究行星 运动的哪些物理量?
你从中发现了什么?
行星
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
半长轴a/106 km 公转周期/T k=R3 /结T2/论(m3 • s2)
球卫星系统,飞船返回时时以地心为焦点的椭圆轨道运行,
那么应用开普勒第三定律可求返回时间。飞船返回时间为椭
圆运行周期的一半,
而椭圆的半长轴为:R
1 (R 2
R0 )
R3 R 2
由开普勒第三定律可得:
T
2
T2
所以:t 1 T 2
2 (1
R0
)
3 2
T
8
R
1. 课外阅读P33-35《科学足迹》 2. P33-35课堂作业:《问题与练习》3、4
开普勒第三定律:(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。
半长轴
地球
F1
F2
O
a
a3 = k T2
行星绕太阳公 转的周期
比值 k 有什么特点?
行星
半长轴 (x106 km)
公转周期(天)
k值
水星
57
87.97
3.36×1018
金星
108
225
3.35×1018
r
3 地日
T2 地球绕日
=
r
3 慧星
T2 慧星绕日
T2 慧星绕日
=
r
3 慧星
r
3 地日
×T
2 地球绕日
T慧星绕日 = 183 ≈ 76 4年
则哈雷慧星下次出现的时间是:1986+76=2062年
提供数据:地球公转接近圆,彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆; 彗星轨道的半长轴 R1 约等于地球公转半径 R2 的 18 倍。
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。
科学的足迹……
符合人们的直接经验
地 心 说
托勒密
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。
科学的足迹……
拦住了太阳,推动的地球
日 心 说
哥白尼
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。
科学的足迹……
天才观察者:第谷 • 布拉赫
把天体位置测量的误差由10ʹ 减
少到2ʹ
日心说的进一步完善
第谷
真理超出期望:开普勒
行星运动三定律
开普勒
行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状?
圆?
秋 冬




生活事实


年份
春分
夏至
秋分
冬至


2013
3/20
6/21
9/23
12/22

2014
3/21
6/21
57
87.97
3. 36 ×1018
108
225
3. 36 ×1018
149
365
3. 31 ×1018
228 778 1426
687 4333 10759
3. 36 ×1018 3. 36 ×1018 3. 36 ×1018
2869 4495
30686 60188
3. 37 ×1018 3. 36 ×1018
2. 神舟六号沿半径为 R 的圆周绕地球运动,其周期为 T,如 果飞船要返回地面,可在轨道上的某一点 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,如图所示,如果地球半 径为 R,求飞船由 A 点到 B 点所需的时间。
R
B R0
A
解:开普勒定律虽是对太阳系统而言的,但该定律也适合地
观神 的奇 宇而 宙又

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各 异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星 星……由这些天体组成的广袤无垠的宇宙始终 是我们渴望了解、不断探索的领域。关于天体 的运动,历史上有过不同的看法。
古人对地球的认识

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”
1、多数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 (或线速度大小)不变,即行星做匀速圆周运动;
3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二 次方的比值都相等,即:
r 3 T2
=
k
一、“地心说”与 “日心说”
地球是中心→太阳是中心→宇宙无限 (科学精神推动了认识发展)
地球
149
365
3.31×1018
火比星 值 k 是一2个28 与行星无关6而87 只与太3.阳36(×1中018
心天木星体)有关的77恒8 量!
土星
1426
4333 10759
3.36×1018 3.36×1018
天王星
2869
30686
3.37×1018
海王星
4495
60188
3.37×1018
9/23
12/22

2015
3/21
6/229/23Fra bibliotek12/22


春92天
夏94天
秋89天
冬90天

科学探索
若是匀速圆 周运动……
开普勒(德国)
↓ 四年多的刻苦计算
第谷(丹麦)
↓ → 8分的误差 ← 二十年的精心观测

否定19 种假设 ↓
行星轨道为椭圆
现实验证
假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在椭 圆的一个焦点上,根据曲线运动的特点,在秋分到冬至 再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短, 所以秋冬两季比春夏两季要短。
同步卫星
0.0424
1
1.03×1013
月球
0.3844
27.322
1.03×1013
观察九大行星图思考
1、冥王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期
最长,对吗?

2、金星与地球都在绕太阳运转,那么金星上的一天
肯定比 24 小时短吗?
肯定
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?
二、行星运动定律——开普勒三定律
1、轨道定律:椭圆 2、面积定律: v近>v远 3、周期定律: r 3/ T2 = k ( k 是一个只与中心天体质量有关的物理量)
1、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?
解:根据开普勒第三定律
开普勒第一定律:(轨道定律) 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。
开普勒第一定律动画演示
太阳

焦点
焦点
怎样用图钉和细绳画椭圆?



图钉
b
图钉
O 半长轴 a
椭圆上某点到两个焦点的距离之和,与椭圆 上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?
开普勒第二定律: (面积定律) 对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等
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