人教版高中物理必修二《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT教学课件4

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人教版高二物理必修2 6.1行星的运动课件(22张PPT)

【注意】1.圆轨道a取值为半径 2.各个星系的k值不同（只与各自的中心天体质量有关）
课堂小结
实际上，行星的轨道与
制的太阳系八颗行星及冥王圆十分接近，所以在中学阶
星的轨道
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。
周期为 T ，椭圆半长轴为a，
则：
R3
a3
T 2 k T2
而 a R R0 2
A到B的时间为 t T 2
【答案】 t (R R0 )T R R0 4R 2R
总结●测评
规律方法技巧
轨道类型
周期定律可以处理：
星系类型
椭圆轨道圆轨道太阳系其他有中心天体的星卫星
典题直击
训练 ●巩固
例. 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运【解析】飞船和地球组成的
动，其周期为 T，地球半径为R0,如果星系也可以适用该定律．飞船要返回地面，可在轨道上的某一解：设飞船在椭圆轨道上
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，求飞船由 A 点到 B 点所需的时间。
一、行星运动的两种学说点评 ●提升
托勒密
地心说
地球是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕地球做圆周运动。
一、行星运动的两种学说点评 ●提升
哥白尼
日心说
太阳是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕太阳做圆周运动。

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。

《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件-人教版高中物理必修二PPT课件

英语课件：/keji an/ying yu/ 美术课件：www.1ppt.c om/keji an/mei shu/
科学课件：/keji an/kexue/ 物理课件：www.1ppt.c om/keji an/wuli /
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运动．
(2)开普勒研究了
第谷
的行星观测记录,
发现如果假设行星的运动是匀速圆周运
动, 计算所得的数据与观测数据不符 (填“不符”或“相符”)．
二开普勒定律
1．第一定律 : 所有行星绕太阳运动的轨椭道圆都是
椭圆的, 一个太焦阳点处在
上．
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地球
运动;
(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密
．
2．日心说 (1) 太阳是宇宙的中心, 是静止不动的, 地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动 ; (2)日心说的代表人物是哥白尼．
3．局限性
(1)古人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
匀速圆周
PPT模板：www. 1ppt.co m/ mob an/ PPT背景：/beiji ng/ PPT下载：/xiaz ai/ 资料下载：www. 1ppt.co m/zilia o/ 试卷下载：/shiti / 手抄报：/shouc haobao/ 语文课件：/keji an/yuwen/ 英语课件：/keji an/ying yu/ 科学课件：/keji an/kexue/ 化学课件：/keji an/huaxue/ 地理课件：/keji an/dili/

人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天 61行星的运动(共39张PPT)

开普勒第三定律：（周期定律）
所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。 a3/T2=K（开普勒常量k的大小由中心天体决定。）
三大定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。
问题7：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？
高中阶段三定律的简化
• 哥白尼在16世纪提出了日心说．
• 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．
• 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(波兰）
让我们开始学习、探索天体运动的奥秘吧！
问题1：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
地球
F1
F2
a
a 3 T2
k
比值k是与行星无关而
的恒量．
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．
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

人教版高中物理必修2第六章万有引力定律与航天 6.1行星的运动课件 (共65张PPT)

v1r1=v2r2
[探究]
年份春分夏至秋分冬至
2004 2005 2006
3/20 3/20 3/21
6/21 6/21 6/21
9/23 12/21 9/23 12/21 9/23 12/21
秋89天
夏94天
春
夏
秋
冬
92
94
89
天
天
天
90 天
冬90天
春92天
开普勒自发表了第
一、二定律后，又过了
a：半长轴 b：半短轴
F1F2：焦距
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离之和有什么关系?
椭圆轨道上任意一点到两焦点的距离之和保持不变
思考：不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?
太阳
●
焦点
焦点
行星轨道
注意： 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。
小结
地心说
日心说
代表人物
托勒密
哥白尼
基本论点
地球是宇宙的中心，是静止不动的
宇宙的中心是太阳
缺点
描述天体的运动遇太阳不是宇宙的中心，行星
到了困难
绕太阳的运动轨道不是圆
二、开普勒行星运动定律
1、开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律（面积定律）
哥白尼
一、古人对天体运动的看法及发展过程伽利略的木星观测日志伽利略
敲下了地心宇宙论棺木上的最后一颗钉子
两种学说的共同点
①都有一个中心天体且静止不动。 ②匀速圆周运动。

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。

人教版高中物理必修二 (行星的运动)万有引力与宇宙航行教育教学课件

则
k，
r r地
3
T2 T地2
3 762，
r3 T2
解得
r地3 T地2
，
【补偿训练】 (多选)在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一
年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示,从地球绕太阳的运动规律入手,下列判断正确的是 ( )
A.在冬至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 B.在夏至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 C.春夏两季与秋冬两季时间相等 D.春夏两季比秋冬两季时间长
行星的运动
物理教师
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。
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，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。
古人对天体运动存在哪些看法? “地心说”和“日心说”．
【解析】选C。据开普勒第三定律 C。
TP TQ
R
3 P
8，故选
R
3 Q
1
2.土星直径为119 300 km,是太阳系统中第二大行星, 自转周期只需10 h 39 min,公转周期为29.4年,距离太阳1.432×109 km。土星最引人注目的是绕着赤道的巨大光环。在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环,环的外沿直径约为274 000 km。请由上面提供的信息,估算地球距太阳有多远。(保留3位有效数字)
1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆，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。 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．
关于行星的运动，以下说法正确的是（BD） A、行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 B、行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大 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

人教版高中物理必修二《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT课件

采用的是 ( )
4
A.使两物体的质量各减少一半,距离不变
B.使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变 D.使其中一个物体的质量减小到原来的 ,距离不变 1
4
1 4
第十七页，共四十四页。
【解析】选B。使两物体的质量各减小一半,距离不变,
根的据万,故有A引可力以定采律用;F使= 两G 物Mr2m体可间知的,万距有离引和力两变物为体原的质来
力定律F= 采用。
Mm可知,万有引力变4为原来的
G r2
,故1D可以
4
第十九页，共四十四页。
【素养训练】
1.(多选)对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万
有引力的表达式F=G ,下列说法正确的是( )
A.公式中的G是引力常量m1,m它2 是由实验得出的,而不是人
为规定的
r2
B.当两个物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷
物体本身的大小(物体可视为质点)时也适用。
第十三页，共四十四页。
(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力定
律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。
(4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力大小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点到球心之间的距离。
第十四页，共四十四页。
4 2 r月 T月2
第七页，共四十四页。
(3)对比结果:月球在轨道高度处的加速度近似等于
_________________。
3.月结球论的:地向面心加物速体度受地球的引力,月球所受地球的引力, 太阳与行星的引力,遵从相同的规律。
第八页，共四十四页。
三、万有引力定律

人教版必修第二册课件宇宙航行4(共38张PPT)

16.7km/s.(×) 5.绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(× ) 6.无论从哪个星球上发射卫星,发射速度都要大于7.9 km/s.(× )
探究一宇宙速度问题情境已知地球的质量为m地=5.98×1024 kg,近地卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径等于地球半径r=R=6.4×106 m,地球表面附近的重力加速度g取9.8 m/s2.请用两种方法推导地球的第一宇宙速度史的新纪元.
在地球的周围,有许多卫星在不同的轨道上绕地球转动,如图所示. 1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星—— (2)极地轨道:卫星轨道平面与赤道平面垂直,卫星通过两极上空. 阅读教材第60~61页,完成下列问题.
(名称)发射成功,开创了中国航天史的新纪元.
2.阅读教材第59~60页,完成下列问题. (1)第一宇宙速度:v= 7.9 km/s ,在地面附近发射飞行器,如果速度大于第一宇宙速度而小于11.2 km/s,它会绕地球做椭圆. 运动 . (2)第二宇宙速度:v= 11.2 km/s ,当飞行器的速度等于或者大于第二宇宙速度时,它会挣脱地球的束缚,成为绕太阳运行的人造行星. (3)第三宇宙速度:v= 16.7 km/s,使卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度,也称为逃逸速度.
甲
乙
1.这些卫星运动的向心力都是由什么力提供的?这些卫星的
轨道平面有什么特点?
答案:卫星运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供,所有
卫星的轨道平面都经过地心.
2.这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有关呢?
3.为什么发射速度越大,运行速度反而更小呢?这是否违反了能量守恒定律?
过程建构 1.地球人造卫星轨道特点. 人造卫星的轨道可以是椭圆轨道,也可以是圆轨道.圆轨道的圆心都在地心,椭圆轨道其中一个焦点在地心. 2.三类人造地球卫星轨道. (1)赤道轨道:卫星轨道在赤道平面,卫星始终处于赤道上方. (2)极地轨道:卫星轨道平面与赤道平面垂直,卫星通过两极上空. (3)一般轨道:卫星轨道和赤道成任一角度.

人教版高中物理必修二 (宇宙航行)万有引力与宇宙航行教育课件

A．0.4 km/s B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s
如图4所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法中正确的是( C )
A．根据v＝ gr 可知，运行速度满足vA＞vB＞vC
B．运转角速度满足ωA＞ωB＞ωC C．向心加速度满足aA＜aB＜aC D．运动一周后，A最先回到图示位置
以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外。
近地卫星
人造卫星在地球表面做圆周运动的周期最小是多少？
Mm 4π2 G R2 m T 2 R
mg
G
Mm R2
T 2π R g
或： T 2πR =84.6min v
思考：人造卫星的周期能否为24小时？
=84.6min
人造卫星的周期能否为24小时？
同步卫星
地球同步卫星：相对于地心静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h
同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。
对同步卫星：其r、 v、ω、T 、a均为定值
同步卫星的高度由万有引力提供向心力
宇宙速度卫星需要多大速度才能绕地球做匀速圆周运动？
卫星绕地球近似可以看做匀速圆周运动卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供。
G
Mm r2
v2 m
r
v
GM r
已知地球半径R=6400km，地球质量M=6.0×1024kg，卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？
卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度——第一宇宙速度

新课标人教版物理必修二第六章第一节行星的运动 (共37张PPT)

万有引力与航天
流星雨
盘古开天辟地
天地呈混沌状，像一个鸡蛋，只有盘古在其中生存，盘古巨掌张开，“鸡蛋”破碎成宇宙
八大行星
太阳
水星
金星
火星
木星
土星
天王星
海王星
冥王星和卫星
月球
水星表面火星表面
金星表面木星表面
银河系
浩瀚的宇宙
我们的太阳系
我们的太阳系
我们与无数生灵生活在地球上，白天我们沐浴着太阳的光辉。夜晚，仰望苍穹，繁星闪烁，美丽的月亮把我们带入了无限的遐想之中，这浩瀚无垠的宇宙中有着无数的大小不一、形态各异的天体，它们的神秘，始终让我们渴望了解，并不断地去探索。而伟大的天文学家、物理学家已为我们的探索开了头，让我们对宇宙来一个初步的了解。首先，我们来了解行星的运动情况。
行星运动的认识
托勒密
地心说
地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
■地心说(Geocentric Universe)
“地心说”又称“地球中心说”、“地静说”。认为地球居于宇宙的中心静止不动，太阳、月球、行星和恒星都围绕地球运转的学说。这一学说最初为古希腊哲学家亚里士多德（前 384～前322）提出。公元140年前后，天文学家托勒密进一步发展了前人的学说，建立了宇宙地心说。十六世纪“日心说”创立之前，一千多年中，“地心说”一直占统治地位，并长期为教会所利用.
即 v A t r A v B t r B rArB vAvB 所以m从A到B减速。
例2、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。

《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT-人教版高中物理必修二PPT课件

等的面积。
近处
远处
快
慢
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。
R3 k T2
说明:①行星绕太阳的运动都符合上述表达式, 如地
都绕太阳转动时有:
, 比值k是一个与行
关的物理量, 只与中心天体有关。 ②对于同一个行星的不同卫星, 它们也符合此运动规
7．1 行星的运动
学习目标
1．了解人类对行星运动规律的认识历程 2．知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法 3．知道如何画椭圆及椭圆的特征 4．知道开普勒行星运动定律, 知道开普勒行星运动定律的科学价值
➢ 了解:古人对天体运动有哪些看法?
➢地心说和日心说
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少人相信地球并不是一个平台, 而是一个球体。 (2)哥白尼的推测:是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周
vaΔt·a= vbΔt·b,
所以 = , 即速率与行星到太
题5 ［2018•全国Ⅲ卷］为了探测引力波, “天琴计划”预计发射地球卫星P, 其轨道半径约为地球半径的16倍; 另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为（） A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1
(3)内容:他假设地球并不是宇宙的中心, 太阳是静止不动的, 地球和其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动．
➢日心说的局限性:
日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动, 但这两种学说都不完善。
因为太阳、地球等天体都是运动的, 鉴于当时对自然科学的认识能力, 日心说比地心说更先进。
➢天文学家对天体运动进一步的研究

人教版高中物理必修二第六章第一节行星的运动课件(共19张PPT)

4.与日地距离相比，其他恒星离地球都十份遥远，比日地间的距离大得多。
古人眼中天体的运动：
1.中心天体静止不动
2.环绕天体做最完美、最和谐的匀速圆周运动
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行星和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等（近日点运行快，远日点运行慢）
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万有引力定律
一、行星的运动
开普勒
开
普（
勒周
第
期定
三律
定）
律
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万有引力定律
万有引力定律
一、行星的运动
（哥布洛白诺、尼伽
利略（）16世纪）
日心说
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太阳是宇宙的中心,并且静止不动,其他行星都围绕太阳做圆周运。
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高中物理人教版新教材必修第二册：万有引力与宇宙航行行星的运动PPT课件

A．F2 B．A点 C ． F1 D．B点
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探究三：寻找行星绕太阳运动的周期与距离关系
行星水星金星地球火星木星土星
公转周期T 0.241 0.615
7.1 行星的运动
知识与技能
1.掌握开普勒三定律的内容及简单应用；学会处理行星运动的近似方法 2.通过探究活动培养观察现象、分析结果及应用数学知识解决物理问题的能力
过程与方法
通过了解人们认识行星运动的历史过程，体会科学研究的一般思路与方法——质疑、批判、猜测、观察与实验
情感态度与价值观
感悟科学家对科学的执着和献身精神，培养学生实事求是、敢于坚持真理的科学态度和热爱科学、勇于探索的的科学精神。
90天
冬半年快
88天
94天
夏半年慢
93天
如果地球匀速圆周运动，那四季的时间应该有什么特点？
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[做一做] 请画一个椭圆。
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2、开普勒行星运动定律
地球
F
F R
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。

高中物理必修二课件-6.1 行星的运动4-人教版

开普勒行星运动三定律
开普勒行星运动规律
开普勒第一定律：
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。
太阳
●
焦点
焦点
开普勒第二定律：
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
近处速度快
远处速度慢
开普勒第三定律：
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： a3 T2
半长轴
=k
行星绕太阳公转的周期
中学阶段，简单处理：
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。
习题课
❖ 1．下列说法正确的是……( D )
❖课堂小结
地心说日心说开普勒三定律
第六章万有引力与航天
第1节行星的运动
科学的足迹
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。
2、日心说
代表人物：哥白尼观点：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) 开普勒： ❖ 真理超出希望
❖5.有两颗行星围绕恒星运转，它们的运动周期之比为27:1，则它们的轨道半径之比为（ B ）
❖A.1:27
❖B.9:1
❖C.27:1
❖D.1:9
❖6. 一探空火箭未打中目标而进入绕太阳的近似圆形轨道运行，轨道半
径是地球绕太阳公转半径的Hale Waihona Puke 倍，则探空火箭绕太阳公转周期为

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【答案】 BD
揭示的是不同行星运动快慢
的规律。
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题2［2019·东北师大附中高一检测］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。下列反映公转周期D与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是（）
A
B
C
D
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题3［2019·河北成安一中高一检测］对于开普勒行星运动的规律
7.1 行星的运动
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学习目标
1. 了解人类对行星运动规律的认识历程 2. 知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法 3. 知道如何画椭圆及椭圆的特征 4. 知道开普勒行星运动定律，知道开普勒行星运动定律的科学价值
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➢ 了解：古人对天体运动有哪些看法？
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a3 T2
=k，
以下理解D正确的是（）
A. k是一个与行星质量有关的量
B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道
的半长轴为a月Ta地，地32 周Ta月月32期为T月，则
=
C. T表示行星运动的自转周期
D. T表示行星运动的公转周期
【特别提醒】（1）天体运动的轨迹一般是椭圆，有些星体（行星、卫星）的轨迹近似为圆，为方便分析，可当作圆轨道处理。（2）在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对于不同的天体系统k值不相同。k值的大小由系统的中心天体决定。
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➢定律：开普勒三定律
1.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。
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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。
近处
快
远处慢
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所以 = ，即速率15与行星到
太
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阳的距离成反比。
题5 ［2018•全国Ⅲ卷］为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为（） A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1
【三TR解定PP32 析律TRQ】可Q32 卫得星PTT、QP QRR均QP33 围81 绕地球做匀速圆周运动，由开普勒第
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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不一致，开普勒想,误差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.
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C. 行星运动的速度大小是不变的
动。
D. 行星的运动是变速曲线运动
（2）开普勒第二定律与第
【解析】 A、C错，B对：在行星运动时，行星和太阳的连线，在相三定律的区别：前者揭示的
等的时间内，扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大。是同一行星在距太阳不同距
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。离时运动快慢的规律，后者
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。
R3 k T2
说明：①行星绕太阳的运动都符合上述表达式，如地
都绕太阳转动时有：
，比值k是一个与行
关的物理量，只与中心天体有关。 ②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合此11运动规
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常考题型
题组一对开普勒行星运动定律的理解
【特别提醒】
题1 ［2019·四川双流中学高三模拟］［多选］根据开普勒行星运动（1）开普勒行星运动定律
定律，以下说法中正确的是（）
也适用于其他天体的运动，
A. 行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最大，近日点的速度最小如月球（或人造卫星）绕地
B. 行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最小，近日点的速度最大球的运动，卫星绕行星的运
➢地心说和日心说
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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少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体。 (2)哥白尼的推测：是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周 (3)内容：他假设地球并不是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.
v2Δt（R地+h2）
所以
，代入数据后得 ≈1.28
【开普勒第二定律的应用技巧】开普勒第二定律表明同一行星在距太阳不同距离时运动快慢不同。（1）行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，而相等时间内扫过的面积与连线的长度（行星到太阳的距离）及行星在垂直于连线方向的速度大小有关，行星到太阳的距离越大，行星的速度越小，反之越大。（2）行星在近日点和远日点到太阳的距离分别为a、b，取足够1 短的时1 间Δt，行星与太阳的连2 线扫过2 的面积可近似用 lr表示vvba，vba由aΔ开t·a普= 勒v第bΔ二t·定b，律有
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题组二开普勒行星运动定律的应用
题4 某人造卫星的近地点高度是h1=439 km，远地点高度是
h2=2 384 km，则近地点处卫星的速率与远地点处卫星速率
的比值是多少（已知R地=6 400 km）？
【解析】如图所示，近地点在B点，远地点在P点，当时间Δt
很小时，可认为卫星在B点附近和在P点附近的速率不变。卫星在近地点的速12 度用v1表示，12 在远地点的速度用v2表示，由开普vv12 勒RR地地第hh12二定律得弧SAvv12BCF=弧SMPNF，即 v1Δt（R地+h1）=
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➢日心说的局限性：
日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善。
因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进。
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1. 丹麦天文学家第谷的探索:
在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，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。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。