2016版高中物理 6.1行星的运动(探究导学课型)课件 新人教版必修2
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新人教版中学物理必修二：6-1行星的运动 课件(共25张PPT)
需要注意：
（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由 行星质量所决定的另一恒量．
（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运 动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们 每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来 的．
若是匀速圆 周运动……
开普勒（德国）
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
↓
否定19 种假设
↓
行星轨道为椭圆
假设地球绕太阳的运动是一个椭 圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的 特点，得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。
7.1《行星的运动》
教学目标
❖ 知识与技能
❖ 1．知道地心说和日心说的基本内容．
❖ 2．知道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．
❖ 3．知道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，且这个比值与行星的质量无关， 但与太阳的质量有关．
❖ 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理 是来之不易的．
所有行星的椭圆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。
表达式：
半长轴
a3 =k
T2 行星绕太阳公转的 周期
探究2：
行星 半长轴(x106km) 公转周期(天)
水星
57
87.97
金星
108
225
地球
149
365
火星
228
687
木星
778
人教版物理必修二 6.1《行星的运动》 (共30张PPT)
（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所
画出的图形即为椭圆。这两个定
点称为此椭圆的两个焦点。从椭
圆上任一点至两焦点的距离之和
为一定值，既 PF1 P常F2数。O点
为对称中心点, OM称为O半N长 a
轴；
称O为R半短OS轴；b
OF1 OF2 c
【问题】：第一定律说明了行星运动轨 迹的形状，那不同的行星绕 大阳运行时椭圆轨道相同吗?
【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。
ks5u精品课件
开普勒行星运动的三大定律
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里扫过的面
M
N
积相等。SAB=SCD=SEK
试比较近日点和远日点地球的速度大小？ 试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？
第六章 万有引力与航天
仰望星空
我仰望星空，
我仰望星空
它是那样寥廓而深邃； 它是那样自由而宁静；
那无穷的真理，
那博大的胸怀，
让我苦苦地求索、追随。 让我的心灵栖息、依偎。
我仰望星空， 它是那样庄严而圣洁； 那凛然的正义， 让我充满热爱、 感到敬畏。
我仰望星空， 它是那样壮丽而光辉； 那永恒的炽热， 让我心中燃起希望的烈 焰、响起春雷。
（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半 径R2的18倍。
课堂训练
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R0，求飞船由A点到B点所需的时间。
人教版高中物理必修2 6.1行星运动课件(共23张ppt)
那最神圣恒久而又日新月
异的，那最使我们感到惊
奇和震撼的两件东西，是
天上的星空和我们心中的
道德律。 _
康德 ———
一、 “地心说”与“日心 说”:
• 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、“地心说” 为什么能统治较长的时间？ • 4、“日心说”的进步体现是什么？ • 5、哥白尼日心说为什么在发表一个世
•长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上 照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大 之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已， 理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭 而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策， 吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐 其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与 行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不 越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋 交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担 为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地 载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立 川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧 进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学 次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁 要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。 久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一 看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知， 幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世 若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便 明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太 了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目 受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服 ，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。��
异的，那最使我们感到惊
奇和震撼的两件东西，是
天上的星空和我们心中的
道德律。 _
康德 ———
一、 “地心说”与“日心 说”:
• 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、“地心说” 为什么能统治较长的时间？ • 4、“日心说”的进步体现是什么？ • 5、哥白尼日心说为什么在发表一个世
•长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上 照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大 之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已， 理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭 而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策， 吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐 其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与 行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不 越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋 交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担 为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地 载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立 川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧 进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学 次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁 要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。 久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一 看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知， 幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世 若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便 明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太 了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目 受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服 ，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。��
新人教高中物理必修二 6.1 行星的运动 课件(共26张PPT)
一、人们对行星运动的认识发展过程
2、日心说
代表人物：哥白尼 观点： 太阳才是宇宙的中心，太阳是静止不动的，
地球和其他行星都是围绕太阳做匀速圆周运动。一年 的周期是地球绕太阳公转一周的反映。
一、人们对行星运动的认识发展过程
3、对天体运动的进一步研究
(1)天才观察者：第谷·布拉赫
第 谷（丹麦）
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根 基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提 高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷 （1546-1601）进行的，他成功的把观测误差缩小到 2分。
（2）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而 总结归纳出来的规律，它们每一条都是经 验定律。
回忆思考：
什么情况下椭圆可以与圆很 接近 ？
三、行星运动近似处理方法
行星的轨道与圆十分接近，在高中我们 一般按圆处理，因此：
１、行星围绕太阳运动的轨道可以认为是圆，太阳处在圆心。 ２、行星绕太阳做匀速圆周运动。 ３、所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比
§6.1 行星的运动
太阳
思考：行星按照怎样的规律运动呢？
预习课本，回答问题：
1、古代人对天体运动存在哪些看法？
2、“地心说”和“日心说”的观点、代 表人物分别是什么？
一、人们对行星运动的认识发展过程
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。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
新人教版高中物理必修二课件：《6.1 行星的运动》(共31张PPT)
高中阶段对行星运动的近似化研究：
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）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。
【规律总结】 1.开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只 不过此时比值k是由行星质量所决定的另一恒量。 2.行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行 星做匀速圆周运动。 3.开普勒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。
§6.1 行星的运动
中国开始向深空探测 2007年10月24日18时05分，嫦娥一号探测器从 西昌卫星发射中心成功发射。
我国首个火星探测器“萤火一号”将于2011年发射
一、探究古代对行星运动规律的认识
请同学们阅读课本32页第一段和33页《科学足迹》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？
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。
开普勒行星运动定律
开普勒
开
面普勒 积第
定二
律定 律
对任意一个行星而言来说，它与太阳 的连线在相等的时间内扫过相等的面积
行星运行的速度变化有什么规律呢?
近处速 度快
远处速 度慢
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
行星
金星 地球 火星 木星
公转周期/年 0.615 1.0 1.88 11.86
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）
人教版高一物理必修二：6.1《行星的运动》优质课件(共24张PPT)
开 普 勒 行 星 运 动 定 律
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
思考
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．
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公 转周期的二次方的比值都相等
探究二、开普勒行星运动定律建立的过程
1、古人认为天体做什么运动？ 2、开普勒的导师是谁，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？ 4、开普勒最后研究的结论是什么？
开 普 勒 行 星 运 动 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
高中阶段对行星运动的近似化研究
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. 总体来说，就是把行星的运动看作为匀速圆周运动处 理，对应的半长轴即为圆的半径.
第六章 万有引力与航天
6.1行星的运动
中 国 航 天 英 雄
中 国 航 天 事 业 幕 后 英 雄 代 表
探究一、 地心说与日心说
1.古代人们对天体运动主要有哪些看法？ 2.“地心说”的基本观点是什么？ 3.“日心说”的基本观点是什么？ 4.“日心说”为什么能战胜“地心说”？ 试举例说明。 5.“日心说”的观点是否绝对正确？
例题
某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日 点A到太阳的距离为r，远日点B到太阳 的距离为R。若行星经过近日点时的速 度为vA，求该行星经过远日点时的速度 vB的大小。
新人教版高中物理必修二课件6.1行星的运动 (共23张PPT)
问题4：古人认为天体做什么运动？
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（德国）
第 谷（丹麦）
潜心研究
→8分的误差←
↓
二十年的精心观
↓ 四年多的刻苦计算
测 否定19 种假设
↓ 行星轨道为椭圆
问题5：请总结一下椭圆的特点？
阅读课本P32 做一做
将一条绳的两端固定在两个定点
——地心说所描述的天体运动不仅复杂而且问题很 多，但如果是日心说天体运动的许多问题都可以解 决，运动的描述也变得简单。
“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，而太阳系是众多星系之一， 所以太阳并不是宇宙的中心。“日心说”只是比“地心说”更准 确一些罢了。
第 谷（丹麦）
开普勒（德国）
我国自主开发研 究并成功飞行的 载人飞船“神舟 号”使得我国宇 航员乘着飞船遨 游太空!
让我们开：古人对天体运动存在哪些看法？
在古代，人们对于天体的运动先
后经历了地心说和日心说两种对立的
学说。
问题2：什么是“地心说”，什么是“日心 说”？
问题3： “日心说”战胜了“地心说”，请阅读P33-34 《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的 尴尬和“日心说”的成功之处。
将椭圆轨道近似看成圆
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。 r 3 K
T2
再试求出近日点和远日点行星的速度大小的比值？
R1
R2
高中物理 6.1行星的运动(探究导学课型)课件 新人教版必修2
25
【解析】选A。由开普勒第一定律可知,选项A正确;由开普勒第
二定律可知,B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化,选项B错
误;由开普勒第三定律可知,
a3 TB2
=TkrC3,2比值的大小仅与地球
有关,选项C、D错误。
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【变式训练】(2014·遵义高一检测)太阳系有八大行星,八大 行星离太阳的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列能 反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是( )
轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即
a
3
=k,所以
T2
行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大;行星轨道的半长轴越
短,公转周期就越小;特别要注意公转与自转的区别,例如,地球
的公转周期为一年,而地球的自转周期为一天。
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3.(2014·哈尔滨高一检测)如图所示,B为绕地
球沿椭圆轨道运行的卫星,椭圆的半长轴为a,
【自我思悟】
1.太阳每天都是东升西落,这一现象是否说明太阳是绕着地球
转的?为什么?
提示:否。太阳是太阳系的中心,地球绕太阳公转,由于地球同时
还在自转,所以造成了太阳东升西落的现象。
2.日心说具有什么样的局限性?
提示:日心说在证明地球和其他行星是围绕太阳转的同时,也有
缺陷:太阳并非宇宙中心,而是太阳系的中心;地球和其他行星的
1011 m，周期最小；利用地球绕太阳公转周期为已知量，由
r2 3 T22
Tr得3332 ，T3≈0.24年。
答案：水星 0.24年
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2.(2014·聊城高一检测)宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道
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高中物理 6.1 行星的运动课件 新人教版必修2
地心说：地太球阳是、宇月宙亮的以中及心其它。行地星球都是绕静地止球不运动动的。，
日心说：太绕阳 太是阳静转止动不。动的，地球和其它行星都
地心说统治很长时间的原因： ①符合人们的日常经验； ②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。
二、开普勒行星运动定律
古人认为天体做什么运动？为什么？ 开普勒认为做什么样的运动？他是怎样得出这
一结论的？ 开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星
绕太阳运动的规律？具体表述是什么？
若是匀速圆 周运动……
开普勒（德国）
潜心研究
怎么回事 呢……？ 第 谷（丹麦）
↓
二十年的精心观测
↓
8分的误差
四年多的刻苦计算
否定19 种假设
↓
行星轨道为椭圆
开普勒对行星运动的描述
开普勒第二定律
开普勒（1571-1630）是继哥白尼之后第一个站出来 捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物， 被后世的科学史家称为“天空的立法者”。
1、轨道定律：椭圆 2、面积定律 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）
课堂练习
1、关于行星运动,以下说法正确的是-----( BD ) A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大. B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大. C.水星的半长轴最短,公转周期最大. D.冥王星离太阳”最远”,绕太阳运动的公转周期最 长.
人教版必修2
第六章 万有引力与航天
第一节 行星的运动
牛郎织女
古代的神话传说
这是中国古代劳动人民对浩繁星空的认识和想象，那璀璨的银河，竟然是王母娘娘用搔头 的金钗随手挥洒出来的，多么美妙神奇！
那么星空到底是什么样子的呢？让我们沿着人类认识天空的轨迹来看一 下吧！
新人教版物理必修二6.1《行星的运动》 (共18张PPT)
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开普勒一直就体弱多病，在加上当时他在德国，皇帝和 权贵都大肆挥霍，长期拖欠他的薪水，使得他晚年生活无着， 不得不长途跋涉索取欠薪，最后潦倒在异乡客栈，贫病而死。 1630年11月15日，开普勒去世，客死异乡，身边无一亲人。 年仅59岁。
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开普勒行星运动定律
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天
上 的 立 法
哥 白 尼
者
哥白尼《天体运行》出版后，罗马教廷并没有立马解决这个危害，容忍 了它存在70多年，这也让更多的天文研究者看到了它。
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时代背景
在神权统治下，“天体”被称为“圣岸”，它只属于神不属于科学。按 照《圣经》的说法：天空充满各种等级的“天使”和一个套着一个的水晶 球，而静止不动的地球居于这些水晶球的中心。太阳围绕着地球转动，因 为上帝创造太阳的目的，就是要照亮地球，施恩与人类。
高中物理必修二课件-6.1行星的运动16-人教版
5.真理超出期望 人物: 开普勒 业绩: 行星运动的三个定 律。
12:04
6
二.开普勒的研究过程： 探究：行星绕太阳运动的轨道是什么形状？
圆？
地球
12:04
7
二.开普勒的研究过程：
年份
春分
夏至
秋分
2004
3/20
6/21
9/23
2005
3/20
6/21
9/23
2006
3/21
6/21
9/23
冬至 12/21 12/21 12/21
12:04
20
二.开普勒的行星运动定律： （三）开普勒第三定律
4.探究K值的决定因素：
行星 或卫星
中心体
半长轴 (x106km)
公转周期 (天)
K值
水星
57
87.97 3.36×1018
金星 火星
太阳
108 228
225 3.35×1018 687 3.36×1018
同步卫星 月球
地球
0.0424 0.3844
A.1/9天 B.1/3天 C.1天 D.9天
12:04
28
12:04
29
谢谢
30
1
1.02×1013
27.322 1.02×1013
12:04
结论：
K是一个只 与中心天体 质量有关的 物理量
21
二.开普勒的行星运动定律：
（四）思考：
在中学阶段，我们把椭圆轨道可以按照圆 轨道处理，开普勒三定律描述为：
开普勒第一定律：
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。
A.F2 B.O C.F1 D.B
12:04
6
二.开普勒的研究过程： 探究：行星绕太阳运动的轨道是什么形状？
圆？
地球
12:04
7
二.开普勒的研究过程：
年份
春分
夏至
秋分
2004
3/20
6/21
9/23
2005
3/20
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9/23
2006
3/21
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冬至 12/21 12/21 12/21
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二.开普勒的行星运动定律： （三）开普勒第三定律
4.探究K值的决定因素：
行星 或卫星
中心体
半长轴 (x106km)
公转周期 (天)
K值
水星
57
87.97 3.36×1018
金星 火星
太阳
108 228
225 3.35×1018 687 3.36×1018
同步卫星 月球
地球
0.0424 0.3844
A.1/9天 B.1/3天 C.1天 D.9天
12:04
28
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谢谢
30
1
1.02×1013
27.322 1.02×1013
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结论：
K是一个只 与中心天体 质量有关的 物理量
21
二.开普勒的行星运动定律：
（四）思考：
在中学阶段，我们把椭圆轨道可以按照圆 轨道处理，开普勒三定律描述为：
开普勒第一定律：
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。
A.F2 B.O C.F1 D.B
新人教版高一物理必修二教学课件 6.1 行星的运动 (共42张PPT)
地心说认为：地球位于宇宙的中心。 太 阳、月亮和行星都在一些以地球为中 心的同心球壳中运行。
地球
■地心说(Geocentric Universe)
每个行星都绕着圆运 动，这个圆叫做“本轮”。 而本轮的圆心又环绕着地 球沿着一个叫做均轮的大 圆运动。地球不在均轮的 中心，而偏开一定的距离。 所有行星每天绕地球转动 一周。
开普勒
[做一做] 用图钉和细绳画椭圆
可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图所示，把白纸镐在木板 上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着 细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭 圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点．
想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两 个焦点的距寓之和有什么关系?
四、应用举例
1、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ D ）
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、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期
的二次方的比值都相等。
2、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨
运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。 3、情感、态度与价值观 （1）澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。 （2）感悟科学是人类进步不竭的动力。
教学重点
理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。学好本节有利于对宇宙中行星的 运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。
■开普勒-----天空立法者
开普勒出身贫寒，4岁 时患天花损坏了视力，一只手 落下残疾。他在用圆周运动模 型对火星轨道的研究中，七十 余次尝试所得的结果都与第谷 的观测数据有至少8 '的角度 偏差。开普勒对第谷数据的精 确性深信不疑，猜想行星的运 动并非匀速圆周运动。人们长 期以来视为真理的观念第一次 受到了怀疑。此后，他经过多 年的尝试性计算，终于发现并 先后发表了行星运动的三个定 律。他也获得了“天空立法者” 的光荣称号。
地球
■地心说(Geocentric Universe)
每个行星都绕着圆运 动，这个圆叫做“本轮”。 而本轮的圆心又环绕着地 球沿着一个叫做均轮的大 圆运动。地球不在均轮的 中心，而偏开一定的距离。 所有行星每天绕地球转动 一周。
开普勒
[做一做] 用图钉和细绳画椭圆
可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图所示，把白纸镐在木板 上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着 细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭 圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点．
想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两 个焦点的距寓之和有什么关系?
四、应用举例
1、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ D ）
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、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期
的二次方的比值都相等。
2、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨
运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。 3、情感、态度与价值观 （1）澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。 （2）感悟科学是人类进步不竭的动力。
教学重点
理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。学好本节有利于对宇宙中行星的 运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。
■开普勒-----天空立法者
开普勒出身贫寒，4岁 时患天花损坏了视力，一只手 落下残疾。他在用圆周运动模 型对火星轨道的研究中，七十 余次尝试所得的结果都与第谷 的观测数据有至少8 '的角度 偏差。开普勒对第谷数据的精 确性深信不疑，猜想行星的运 动并非匀速圆周运动。人们长 期以来视为真理的观念第一次 受到了怀疑。此后，他经过多 年的尝试性计算，终于发现并 先后发表了行星运动的三个定 律。他也获得了“天空立法者” 的光荣称号。
新人教版高中物理必修二 6.1 行星的运动 课件 (共25张PPT)
借题发挥 开普勒定律与圆周运动问题综合时，注 意行星靠近太阳的过程中都是向心运动， 速度增加，在近日点速度最大；行星远 离太阳的时候都是离心运动，速度减小， 在远日点速度最小．
【跟踪1】 某行星沿椭圆轨道运行，远日 点A离太阳的
距A．经离vb过＝为abAava点，时近日点B离太阳的距离为b，行星 的B．速vb＝率为bavvaa，则经过B点时的速率为 C．vb＝( abva )．
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
❖ 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
❖ 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度 之比是多少？
(假设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆)
解析 将地球绕太阳和水星绕太阳的运动都看成匀速圆周
运动，在轨道半径比已知的情况下，要求得线速度比关键是
要得出绕行的周期比．设地球绕太阳运转的周期为 T1，水星 绕太阳运转的周期为 T2，根据开普勒第三定律得RT2131＝RT2223.因为
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
新人教版物理必修二6.1《行星的运动》 (共18张PPT)
他数学非常好，还学习了古希腊语和拉丁语。
约
翰
数尼
学斯
-
天 才
开 普
勒
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。
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
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。
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
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：
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
约
翰
数尼
学斯
-
天 才
开 普
勒
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。
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
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。
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
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：
新人教版物理必修二6.1《行星的运动 》 (共18张PPT)
新人教版高中必修2物理课件《6.1行星的运动》 (共28张PPT)
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
第谷·布拉赫（1546-1601），丹
麦天文学家和占星学家。擅长行星的
观测
毕生精力投入到行星位置的 测量中，他所做的天文仪器观 测精度之高，是他同时代的人 望尘莫及的.
他20多年精心观测得到大量的 资料，为开普勒发现行星运动 三定律准备了基础.
第谷
数学天才
开普勒（1571-1630），德国天 文学家，第谷的助手,擅长数学归纳
（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。
为什么“地心说”能统治 人们一千多年？
1. 符合人们的日常经验,能解释天文现 象，预测行星方位，在航海、生产中应用。
2. 符合宗教神学关于地球是宇宙的 中心的说法。
最终“日心说”为 何能战胜“地心说”？
为科学真理献身的——布鲁诺
布鲁诺
1． 绕着某一中心的匀角速运动，符合当时 占主导思想的柏拉图的假设，也适合于亚里 士多德的物理学，易于被接受。
2． 用几种圆周轨道不同的组合预言了行 星的运动位置，与实际相差很小，相比以前 的体系有所改进，还能解释行星的亮度变化。
3． 地球不动的说法，对当时人们的生活 是令人安慰的假设，也符合基督教信仰。
“近代科学之父”——伽利略
伽利略
伽利略·伽利雷 (1564～1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的 天文学家、力学家、哲学家、 物理学家、数学家；也是近代 实验物理学的开拓者。由于他 的天文学发现以及他的天文学 著作明显的体现出了哥白尼日 心说的观点，在1632年2月被 宗教法庭判为终身监禁。
新人教版高中物理必修二 《6.1行星的运动》课件 (共22张PPT)
开普勒行星定律
开普勒第一定律也叫椭圆轨道定律：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。
开普勒行星定律
开普勒在确定地球运行轨道时发现，若将地球绕太阳运行的轨 道分为若干小段，每一段与太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相 等的面积。开普勒把这一结果推广到其他行星，就得到了开普勒第 二定律：对任意行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过相 等的面积。
托勒密（Claudius Ptolemaeus， 约90-168）， 一译“托勒密”
日心说
“地心说”和“日心说”的 对波兰立天文学家哥白尼经过近四年的观
测和计算，于1543年出版了“天体运行 论”正式提出“日心说”。
“日心说”认为，认为太阳是静止不动的， 地球和其他行星都绕太阳运动. 。
结果：
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。
第 六
第一节 行星的运动
章
天体运动的图片浏览
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•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。 •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 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/62021/11/62021/11/611/6/2021 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/62021/11/6
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a3 轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即 2 =k,所以 T
行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大;行星轨道的半长轴越 短,公转周期就越小;特别要注意公转与自转的区别,例如,地球 的公转周期为一年,而地球的自转周期为一天。
3.(2014·哈尔滨高一检测)如图所示,B为绕地 球沿椭圆轨道运行的卫星,椭圆的半长轴为a, 运行周期为TB;C为绕地球沿圆周运动的卫星,
律
最近点、最远点,所以近日点速度最大,
远日点速度最小
定律
认识 角度
理
解
开普 勒第 三定 律
反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间 的依赖关系。椭圆轨道半长轴越长的行 星,其公转周期越长;反之,其公转周期 越短
对周期长短 该定律不仅适用于行星,也适用于其他 的认识 天体。例如,绕某一行星运动的不同卫 星 研体有关
a3 所有行星的轨道的 公式: T 2 =k,k是一个与行星
开普勒 第三定 律
半长轴 的三次方 _______
公转周期 跟它的_________ 的二次方的比值都 相等
无关 的常量 _____
【自我思悟】 1.围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的吗? 提示:不是。根据开普勒第二定律,行星离太阳近时运动速率大, 离太阳远时运动速率小。 2.行星轨道的半长轴越长,行星的运行周期越长吗? 提示:根据开普勒第三定律,行星的半长轴的三次方与它的公转 周期的二次方成正比,故半长轴越长,行星的运行周期越长。
一、对开普勒三定律的理解 定律 认识 角度 理 解
深化理解
开普 勒第 一定 律
对空间分布 不同行星的轨道是不同的,可能相差很 的认识 大
行星的椭圆轨道很接近圆,半长轴与半 短轴接近
各行星的椭圆轨道尽管大小不同,但是 太阳是所有轨道的一个共同焦点,所以 又称焦点定律
定律
认识 角度
理
解
该定律又叫面积定律,反映了同一行星 开普 勒第 二定 对速度大 小的认识 沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大, 沿椭圆轨道远离太阳时速度减小 近日点、远日点分别是行星距离太阳的
3 r (2)利用开普勒第三定律 2 k 求海王星的周期时，由于不知 T
道常数k，应如何解决? 提示：由于地球的轨道半径已知，公转周期为一年，可利用
r13 r2 3 2 求出海王星的公转周期。 2 T1 T2
【规范解答】选C。设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为 r1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为r2，周期为
【规范解答】选C。太阳位于木星运行轨道的一个焦点上 ,A项
错误;火星与木星轨道不同,在运行时速度不可能始终相等,B项
错误;“在相等的时间内,行星与太阳连线扫过的面积相等”是
对于同一颗行星而言的,不同的行星,则不具有可比性,D项错误;
根据开普勒第三定律,对同一中心天体来说,行星公转半长轴的
三次方与其周期的平方的比值为一定值,C项正确。
2.(多选)(2014·沈阳高一检测)关于行星的运动,以下说法正确 的是( )
A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大 B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大 C.水星的半长轴最短,公转周期最长 D.海王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长
【解析】选B、D。根据开普勒第三定律:所有行星轨道的半长
r33 r23 2 ， 得T3≈0.24年。 2 T2 T3
答案：水星
0.24年
2.(2014·聊城高一检测)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
【通关1+1】 1.(2014·泰安高一检测)关于行星绕太阳运动的下列说法中正 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.离太阳越近的行星的运动周期越长 D.所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都 相等
【解析】选D。所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,但不是同 一轨道,太阳处在椭圆的一个焦点上,故A、B错。所有行星轨道 半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,离太阳越 近的行星其运动周期越短,故C错,D对。
R3 【解析】选D。由开普勒第三定律可得: 2 =k,即R3=kT2, T
故选项D正确。
【素养升华】 深入理解开普勒定律 (1)开普勒三定律是通过总结行星运动的观察结果而得出的规 律,它们都是经验定律。 (2)开普勒三定律虽然是对行星绕太阳运动的总结 ,但实践表明 该定律也适用于其他天体的运动,如月球绕地球的运动,卫星 (或人造卫星)绕行星的运动。
提示:地球。由题图可知,地球到太阳的距离大于金星到太阳的 距离,根据开普勒第三定律可得,地球的公转周期更长一些。
【题组通关】 【示范题】(2013·江苏高考)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比的 立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连 线扫过的面积 )
3 r 的二次方的比值都相等,表达式为 2 k T
开普勒 第一定律 开普勒 第二定律 开普勒 第三定律
【自我思悟】 1.匀速圆周运动有什么样的特点? 提示:匀速圆周运动的线速度大小、角速度和周期均保持不变。 2.行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们通常按 圆轨道处理,这样做有什么好处? 提示:圆周运动要比椭圆运动简单得多,将行星的轨道按圆轨道 处理可以将问题大大简化。
3 r 也适用于卫星的运动,由 =k可知,周期越小,轨道半径越小, 2 T
故“嫦娥二号”卫星离月面近。
【题组通关】 【示范题】太阳系八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地视为圆, 下表是各星球的半径和轨道半径。
行星名称 星球半径 (×106m) 轨道半径 (×1011m) 水 星 2.44 金 星 6.05 地 球 6.37 火 星 3.39 木 星 69.8 土 星 58.2 天王 星 23.7 海王 星 22.4
3 r13 r2 3 r T2(T2=1年)，由开普勒第三定律有 2 2 ，故 T1 13 T2 T1 T2 r2
≈164年，故选C。
【通关1+1】 1.(拓展延伸)在【示范题】表格中，哪一颗行星的周期最小?最 小周期是多少? 【解析】由表中的数据知水星的轨道半径最小，为r3=0.579× 1011 m，周期最小；利用地球绕太阳公转周期为已知量，由
【解析】选A。由开普勒第一定律可知,选项A正确;由开普勒第 二定律可知,B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化,选项B错
a3 r3 误;由开普勒第三定律可知, 2 2 =k,比值的大小仅与地球 TB TC
有关,选项C、D错误。
【变式训练】(2014·遵义高一检测)太阳系有八大行星,八大行 星离太阳的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列能反 映周期与轨道半径关系的图像中正确的是( )
圆周的半径为r,运行周期为TC。下列说法或关
系式中正确的是( )
A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上,位于C卫星轨道的圆心上
B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
a3 r3 C. 3 3 ，该比值的大小与地球有关 TB TC 3 3 a r D. 3 3 ， 该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 TB TC
第六章 万有引力与航天 1 行星的运动
1.了解地心说和日心说两种学说的内容。
学习
目标
2.理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, 真理是来之不易的。
一、两种对立的学说
地球 是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及 1.地心说:_____
地球 运动。 其他行星都绕_____
二、开普勒行星运动定律 定 律 内 容 公式或图示
开普勒 第一定 律 开普勒 第二定 律
所有行星绕太阳运动的轨 椭圆 太阳处在 道都是_____, 椭圆 的一个_____ 焦点 上 _____ 对任意一个行星来说,它 与太阳的连线在相等的时 相等的面积 间内扫过___________
定
律
内
容
公式或图示
(3)开普勒第二定律与第三定律的区别:前者揭示的是同一行星 在距太阳不同距离时的运动快慢的规律,后者揭示的是不同行 星运动快慢的规律。
a3 (4)开普勒第三定律 2 =k中的k由中心天体决定,与环绕天体 T
无关。
二、天体的运动规律及分析方法
规律方法
1.模型构建:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,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作圆周运动来研 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。
【解题探究】(1)所有行星绕太阳的运动是否遵守共同的规律? 这个规律是什么? 提示:是。开普勒三定律总结的是行星运动的规律,所以,所有 行星的运动都遵守开普勒三定律。
(2)开普勒三定律揭示了怎样的行星运动规律?
提示:开普勒第一定律指出:行星的轨道不是圆是椭圆。
开普勒第二定律指出:同一行星与太阳的连线在相等时间内扫 过的面积相等。 开普勒第三定律指出: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同。
【微思考】 (1)如图所示是地球绕太阳公转时的示意图,由图可知地球在春 分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天绕太阳运动的速度 最大?
提示:冬至日。由图可知,冬至日地球在近日点附近,由开普勒 第二定律可知,冬至日地球绕太阳运动的速度最大。
(2)如图所示是“金星凌日”的示意图,观察图中地球、金星的 位置,思考地球和金星谁的公转周期更长。
2.轨道半径与周期的关系:在处理天体运动时,开普勒第三定律
行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大;行星轨道的半长轴越 短,公转周期就越小;特别要注意公转与自转的区别,例如,地球 的公转周期为一年,而地球的自转周期为一天。
3.(2014·哈尔滨高一检测)如图所示,B为绕地 球沿椭圆轨道运行的卫星,椭圆的半长轴为a, 运行周期为TB;C为绕地球沿圆周运动的卫星,
律
最近点、最远点,所以近日点速度最大,
远日点速度最小
定律
认识 角度
理
解
开普 勒第 三定 律
反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间 的依赖关系。椭圆轨道半长轴越长的行 星,其公转周期越长;反之,其公转周期 越短
对周期长短 该定律不仅适用于行星,也适用于其他 的认识 天体。例如,绕某一行星运动的不同卫 星 研体有关
a3 所有行星的轨道的 公式: T 2 =k,k是一个与行星
开普勒 第三定 律
半长轴 的三次方 _______
公转周期 跟它的_________ 的二次方的比值都 相等
无关 的常量 _____
【自我思悟】 1.围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的吗? 提示:不是。根据开普勒第二定律,行星离太阳近时运动速率大, 离太阳远时运动速率小。 2.行星轨道的半长轴越长,行星的运行周期越长吗? 提示:根据开普勒第三定律,行星的半长轴的三次方与它的公转 周期的二次方成正比,故半长轴越长,行星的运行周期越长。
一、对开普勒三定律的理解 定律 认识 角度 理 解
深化理解
开普 勒第 一定 律
对空间分布 不同行星的轨道是不同的,可能相差很 的认识 大
行星的椭圆轨道很接近圆,半长轴与半 短轴接近
各行星的椭圆轨道尽管大小不同,但是 太阳是所有轨道的一个共同焦点,所以 又称焦点定律
定律
认识 角度
理
解
该定律又叫面积定律,反映了同一行星 开普 勒第 二定 对速度大 小的认识 沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大, 沿椭圆轨道远离太阳时速度减小 近日点、远日点分别是行星距离太阳的
3 r (2)利用开普勒第三定律 2 k 求海王星的周期时，由于不知 T
道常数k，应如何解决? 提示：由于地球的轨道半径已知，公转周期为一年，可利用
r13 r2 3 2 求出海王星的公转周期。 2 T1 T2
【规范解答】选C。设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为 r1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为r2，周期为
【规范解答】选C。太阳位于木星运行轨道的一个焦点上 ,A项
错误;火星与木星轨道不同,在运行时速度不可能始终相等,B项
错误;“在相等的时间内,行星与太阳连线扫过的面积相等”是
对于同一颗行星而言的,不同的行星,则不具有可比性,D项错误;
根据开普勒第三定律,对同一中心天体来说,行星公转半长轴的
三次方与其周期的平方的比值为一定值,C项正确。
2.(多选)(2014·沈阳高一检测)关于行星的运动,以下说法正确 的是( )
A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大 B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大 C.水星的半长轴最短,公转周期最长 D.海王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长
【解析】选B、D。根据开普勒第三定律:所有行星轨道的半长
r33 r23 2 ， 得T3≈0.24年。 2 T2 T3
答案：水星
0.24年
2.(2014·聊城高一检测)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
【通关1+1】 1.(2014·泰安高一检测)关于行星绕太阳运动的下列说法中正 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.离太阳越近的行星的运动周期越长 D.所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都 相等
【解析】选D。所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,但不是同 一轨道,太阳处在椭圆的一个焦点上,故A、B错。所有行星轨道 半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,离太阳越 近的行星其运动周期越短,故C错,D对。
R3 【解析】选D。由开普勒第三定律可得: 2 =k,即R3=kT2, T
故选项D正确。
【素养升华】 深入理解开普勒定律 (1)开普勒三定律是通过总结行星运动的观察结果而得出的规 律,它们都是经验定律。 (2)开普勒三定律虽然是对行星绕太阳运动的总结 ,但实践表明 该定律也适用于其他天体的运动,如月球绕地球的运动,卫星 (或人造卫星)绕行星的运动。
提示:地球。由题图可知,地球到太阳的距离大于金星到太阳的 距离,根据开普勒第三定律可得,地球的公转周期更长一些。
【题组通关】 【示范题】(2013·江苏高考)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比的 立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连 线扫过的面积 )
3 r 的二次方的比值都相等,表达式为 2 k T
开普勒 第一定律 开普勒 第二定律 开普勒 第三定律
【自我思悟】 1.匀速圆周运动有什么样的特点? 提示:匀速圆周运动的线速度大小、角速度和周期均保持不变。 2.行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们通常按 圆轨道处理,这样做有什么好处? 提示:圆周运动要比椭圆运动简单得多,将行星的轨道按圆轨道 处理可以将问题大大简化。
3 r 也适用于卫星的运动,由 =k可知,周期越小,轨道半径越小, 2 T
故“嫦娥二号”卫星离月面近。
【题组通关】 【示范题】太阳系八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地视为圆, 下表是各星球的半径和轨道半径。
行星名称 星球半径 (×106m) 轨道半径 (×1011m) 水 星 2.44 金 星 6.05 地 球 6.37 火 星 3.39 木 星 69.8 土 星 58.2 天王 星 23.7 海王 星 22.4
3 r13 r2 3 r T2(T2=1年)，由开普勒第三定律有 2 2 ，故 T1 13 T2 T1 T2 r2
≈164年，故选C。
【通关1+1】 1.(拓展延伸)在【示范题】表格中，哪一颗行星的周期最小?最 小周期是多少? 【解析】由表中的数据知水星的轨道半径最小，为r3=0.579× 1011 m，周期最小；利用地球绕太阳公转周期为已知量，由
【解析】选A。由开普勒第一定律可知,选项A正确;由开普勒第 二定律可知,B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化,选项B错
a3 r3 误;由开普勒第三定律可知, 2 2 =k,比值的大小仅与地球 TB TC
有关,选项C、D错误。
【变式训练】(2014·遵义高一检测)太阳系有八大行星,八大行 星离太阳的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列能反 映周期与轨道半径关系的图像中正确的是( )
圆周的半径为r,运行周期为TC。下列说法或关
系式中正确的是( )
A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上,位于C卫星轨道的圆心上
B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
a3 r3 C. 3 3 ，该比值的大小与地球有关 TB TC 3 3 a r D. 3 3 ， 该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 TB TC
第六章 万有引力与航天 1 行星的运动
1.了解地心说和日心说两种学说的内容。
学习
目标
2.理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, 真理是来之不易的。
一、两种对立的学说
地球 是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及 1.地心说:_____
地球 运动。 其他行星都绕_____
二、开普勒行星运动定律 定 律 内 容 公式或图示
开普勒 第一定 律 开普勒 第二定 律
所有行星绕太阳运动的轨 椭圆 太阳处在 道都是_____, 椭圆 的一个_____ 焦点 上 _____ 对任意一个行星来说,它 与太阳的连线在相等的时 相等的面积 间内扫过___________
定
律
内
容
公式或图示
(3)开普勒第二定律与第三定律的区别:前者揭示的是同一行星 在距太阳不同距离时的运动快慢的规律,后者揭示的是不同行 星运动快慢的规律。
a3 (4)开普勒第三定律 2 =k中的k由中心天体决定,与环绕天体 T
无关。
二、天体的运动规律及分析方法
规律方法
1.模型构建:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,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作圆周运动来研 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。
【解题探究】(1)所有行星绕太阳的运动是否遵守共同的规律? 这个规律是什么? 提示:是。开普勒三定律总结的是行星运动的规律,所以,所有 行星的运动都遵守开普勒三定律。
(2)开普勒三定律揭示了怎样的行星运动规律?
提示:开普勒第一定律指出:行星的轨道不是圆是椭圆。
开普勒第二定律指出:同一行星与太阳的连线在相等时间内扫 过的面积相等。 开普勒第三定律指出: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同。
【微思考】 (1)如图所示是地球绕太阳公转时的示意图,由图可知地球在春 分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天绕太阳运动的速度 最大?
提示:冬至日。由图可知,冬至日地球在近日点附近,由开普勒 第二定律可知,冬至日地球绕太阳运动的速度最大。
(2)如图所示是“金星凌日”的示意图,观察图中地球、金星的 位置,思考地球和金星谁的公转周期更长。
2.轨道半径与周期的关系:在处理天体运动时,开普勒第三定律