高一物理课件 开普勒三定律
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开普勒三定律PPT课件
v2 F m
r
-
4
追寻牛顿的足迹
2、天文观测难以直接得到行星的速度
v，但可以得到行星的公转周期T
有
v 2r
T
代入
v2 F m
r
F 4 2mr
T2
-
5
追寻牛顿的足迹
3、根据开普勒第三定律
即
T 2 r3
k
r3 T22
所以
F
4
2k
m r2
-
6
追寻牛顿的足迹
4、太阳对行星的引力
F
G
Mm r2
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
-
10
行星绕太阳运动遵守这个规律， 那么在其他地方是否适用这个规律 呢？
-
11
随
堂 1、下列关于行星对太阳的引力的说法
练 习
中正确的是（ A ） A.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
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
的引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质
量成正比，与行星距太阳的距离成反比
-
12
44完整版完整版pptppt11设行星的质量为设行星的质量为mm速度为速度为vv行星行星到太阳的距离为到太阳的距离为rr则行星绕太阳做匀则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供来提供追寻牛顿的足迹55完整版完整版pptppt66完整版完整版pptppt33根据开普勒第三定律根据开普勒第三定律代入追寻牛顿的足迹77完整版完整版pptppt44太阳对行星的引力太阳对行星的引力追寻牛顿的足迹太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比与行星和太阳间的距离的二次方成反比
r
-
4
追寻牛顿的足迹
2、天文观测难以直接得到行星的速度
v，但可以得到行星的公转周期T
有
v 2r
T
代入
v2 F m
r
F 4 2mr
T2
-
5
追寻牛顿的足迹
3、根据开普勒第三定律
即
T 2 r3
k
r3 T22
所以
F
4
2k
m r2
-
6
追寻牛顿的足迹
4、太阳对行星的引力
F
G
Mm r2
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
-
10
行星绕太阳运动遵守这个规律， 那么在其他地方是否适用这个规律 呢？
-
11
随
堂 1、下列关于行星对太阳的引力的说法
练 习
中正确的是（ A ） A.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
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
的引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质
量成正比，与行星距太阳的距离成反比
-
12
44完整版完整版pptppt11设行星的质量为设行星的质量为mm速度为速度为vv行星行星到太阳的距离为到太阳的距离为rr则行星绕太阳做匀则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供来提供追寻牛顿的足迹55完整版完整版pptppt66完整版完整版pptppt33根据开普勒第三定律根据开普勒第三定律代入追寻牛顿的足迹77完整版完整版pptppt44太阳对行星的引力太阳对行星的引力追寻牛顿的足迹太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比与行星和太阳间的距离的二次方成反比
开普勒三定律课件
第六章 万有引力与航天
6.1 行星的运动
凤冈一中
精选可编辑ppt
陈廷之
1
浩瀚的宇宙 精选可编辑ppt
2
八大行精星选可围编辑pp绕t 太阳的运动
3
日 地 月 运 动
精选可编辑ppt
4
空 间 站
精选可编辑ppt
5
神州五精选可号编辑载ppt人飞船发射运行
6
嫦精选娥可编一辑pp号t 发射全过程
7
精选可编辑ppt
43
2、下列说法正确的有 ( A) B
A、太阳系中的八大行星有一个共同 的轨道焦点
B、行星的运动方向总是沿着轨道的 切线方向
C、行星的运动方向总是与它和太阳 的连线垂直
D、日心说的说法是正确的
精选可编辑ppt
44
3、关于行星的运动,下列说法正确的是
( BD)
A、行星轨道的半长轴越长,自转的周期就 越大
3.35
天王星 2882.3
84.0 135.4
0.047
3.35
海王星 4523.9 164.8 36.2
0.008
3.35
开普勒行星运动定律
开普勒
定开 律普
勒 第 三
周期定律：
a3
k 所有行星的轨道的半长轴的三次方
T 跟公转周期的二次方的比2 值都相等
精选可编辑ppt
32
探究K值的决定因素：
水星
57.9
0.241 11.9
0.206
3.34
金星 108.2
0.615 0.76
0.007
3.35
地球 149.6
1.00
2.5
0.017
3.35
6.1 行星的运动
凤冈一中
精选可编辑ppt
陈廷之
1
浩瀚的宇宙 精选可编辑ppt
2
八大行精星选可围编辑pp绕t 太阳的运动
3
日 地 月 运 动
精选可编辑ppt
4
空 间 站
精选可编辑ppt
5
神州五精选可号编辑载ppt人飞船发射运行
6
嫦精选娥可编一辑pp号t 发射全过程
7
精选可编辑ppt
43
2、下列说法正确的有 ( A) B
A、太阳系中的八大行星有一个共同 的轨道焦点
B、行星的运动方向总是沿着轨道的 切线方向
C、行星的运动方向总是与它和太阳 的连线垂直
D、日心说的说法是正确的
精选可编辑ppt
44
3、关于行星的运动,下列说法正确的是
( BD)
A、行星轨道的半长轴越长,自转的周期就 越大
3.35
天王星 2882.3
84.0 135.4
0.047
3.35
海王星 4523.9 164.8 36.2
0.008
3.35
开普勒行星运动定律
开普勒
定开 律普
勒 第 三
周期定律：
a3
k 所有行星的轨道的半长轴的三次方
T 跟公转周期的二次方的比2 值都相等
精选可编辑ppt
32
探究K值的决定因素：
水星
57.9
0.241 11.9
0.206
3.34
金星 108.2
0.615 0.76
0.007
3.35
地球 149.6
1.00
2.5
0.017
3.35
《开普勒三大定律》课件
对科学革命的影响
开普勒三大定律推动了科学革命的发展，改变了人们对宇宙的认识 和理解。
开普勒三大定律的现代应用
01
02
03
航天器轨道设计
开普勒三大定律在卫星轨 道设计、行星探测等方面 有重要应用。
导航定位
利用开普勒三大定律，可 以进行精确的导航定位， 如GPS系统。
科学研究
开普勒三大定律在天文学 、物理学、数学等领域的 研究中仍然具有重要意义 。
REPORTຫໍສະໝຸດ THANKS感谢观看CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
是太阳中心。
轨道的长轴在单位时间内扫过 的面积相等，即行星的轨道周
期与长轴的长度成正比。
定律的发现过程
开普勒通过对第谷·布拉赫观测数据的分析，发现行星轨道并非如哥白尼所设想的那 样是正圆，而是椭圆。
开普勒经过多次尝试和修正，最终确定了行星轨道定律的数学表达式，并成功解释 了行星运动规律。
开普勒的发现为后来的天文学和物理学发展奠定了基础，成为经典力学的重要基石 之一。
定律的意义与影响
总结词
开普勒第二定律对天文学和物理学的发展产生了深远 的影响，它不仅解释了行星轨道运动的规律，还为后 来的牛顿万有引力定律提供了启示。
详细描述
开普勒第二定律的提出，改变了人们对行星轨道运动 的认识。这一定律揭示了行星轨道运动中速度与轨道 半径之间的关系，为后来的天文学和物理学发展提供 了重要的启示。牛顿在研究万有引力定律时，也受到 了开普勒第二定律的启发，进一步揭示了天体运动的 规律。同时，开普勒第二定律也为后来的航天工程提 供了理论基础，帮助人们更好地理解和预测行星运动 。
REPORT
CATALOG
开普勒三大定律推动了科学革命的发展，改变了人们对宇宙的认识 和理解。
开普勒三大定律的现代应用
01
02
03
航天器轨道设计
开普勒三大定律在卫星轨 道设计、行星探测等方面 有重要应用。
导航定位
利用开普勒三大定律，可 以进行精确的导航定位， 如GPS系统。
科学研究
开普勒三大定律在天文学 、物理学、数学等领域的 研究中仍然具有重要意义 。
REPORTຫໍສະໝຸດ THANKS感谢观看CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
是太阳中心。
轨道的长轴在单位时间内扫过 的面积相等，即行星的轨道周
期与长轴的长度成正比。
定律的发现过程
开普勒通过对第谷·布拉赫观测数据的分析，发现行星轨道并非如哥白尼所设想的那 样是正圆，而是椭圆。
开普勒经过多次尝试和修正，最终确定了行星轨道定律的数学表达式，并成功解释 了行星运动规律。
开普勒的发现为后来的天文学和物理学发展奠定了基础，成为经典力学的重要基石 之一。
定律的意义与影响
总结词
开普勒第二定律对天文学和物理学的发展产生了深远 的影响，它不仅解释了行星轨道运动的规律，还为后 来的牛顿万有引力定律提供了启示。
详细描述
开普勒第二定律的提出，改变了人们对行星轨道运动 的认识。这一定律揭示了行星轨道运动中速度与轨道 半径之间的关系，为后来的天文学和物理学发展提供 了重要的启示。牛顿在研究万有引力定律时，也受到 了开普勒第二定律的启发，进一步揭示了天体运动的 规律。同时，开普勒第二定律也为后来的航天工程提 供了理论基础，帮助人们更好地理解和预测行星运动 。
REPORT
CATALOG
《开普勒三大定律》课件
添加项标题
证明方法：通过数学推导和计算，得出开普勒第三定律的公 式
添加项标题
证明意义：开普勒第三定律的发现，为牛顿的万有引力定律 提供了重要的依据，推动了天文学的发展
添加项标题
证明过程：通过观察和计算行星的轨道数据，发现行星的轨 道半长轴与周期之间存在一定的关系
添加项标题
证明结果：开普勒第三定律的公式为T^2=a^3，其中T为 行星绕太阳运动的周期，a为行星轨道半长轴
开普勒三大定律在天体物理学中的应用：可以用来计算行星的轨道参数，预测行星的位置和运动状态，以及研究太阳系和其他星系的结构和演化。
开普勒三大定律的拓展：在广义相对论中，开普勒三大定律被推广到任意引力场中，成为描述物体在引力场中运动的基本规律。
天文学：用于研 究行星运动和宇
宙结构
物理学：用于研 究天体物理和宇
开普勒第二定律还可以用来预测行星的位置和速度，这对于航天器的轨道设计和导航具有重 要意义。
开普勒第二定律在天文学研究中也具有重要意义，它可以帮助我们理解太阳系和其他星系的 形成和演化。
PART FIVE
开普勒第三定律是开普勒行星运动定律之一，描述了行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的平均距离之间的关系。
宙学
数学：用于研究 几何学和代数
计算机科学：用 于研究人工智能
和机器学习
工程学：用于研 究航天器和卫星
的轨道控制
地理学：用于研 究地球自转和公
转规律
汇报人：PPT
开普勒第三定律描述了天体运动的周期与它们到太阳的距离之间的关系
在天体运动中，开普勒第三定律可以用来计算天体的轨道参数，如轨道半长轴、偏心率 等
开普勒第三定律在天体物理学、天文学等领域有着广泛的应用，如计算行星的轨道参数、 预测行星的位置等
证明方法：通过数学推导和计算，得出开普勒第三定律的公 式
添加项标题
证明意义：开普勒第三定律的发现，为牛顿的万有引力定律 提供了重要的依据，推动了天文学的发展
添加项标题
证明过程：通过观察和计算行星的轨道数据，发现行星的轨 道半长轴与周期之间存在一定的关系
添加项标题
证明结果：开普勒第三定律的公式为T^2=a^3，其中T为 行星绕太阳运动的周期，a为行星轨道半长轴
开普勒三大定律在天体物理学中的应用：可以用来计算行星的轨道参数，预测行星的位置和运动状态，以及研究太阳系和其他星系的结构和演化。
开普勒三大定律的拓展：在广义相对论中，开普勒三大定律被推广到任意引力场中，成为描述物体在引力场中运动的基本规律。
天文学：用于研 究行星运动和宇
宙结构
物理学：用于研 究天体物理和宇
开普勒第二定律还可以用来预测行星的位置和速度，这对于航天器的轨道设计和导航具有重 要意义。
开普勒第二定律在天文学研究中也具有重要意义，它可以帮助我们理解太阳系和其他星系的 形成和演化。
PART FIVE
开普勒第三定律是开普勒行星运动定律之一，描述了行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的平均距离之间的关系。
宙学
数学：用于研究 几何学和代数
计算机科学：用 于研究人工智能
和机器学习
工程学：用于研 究航天器和卫星
的轨道控制
地理学：用于研 究地球自转和公
转规律
汇报人：PPT
开普勒第三定律描述了天体运动的周期与它们到太阳的距离之间的关系
在天体运动中，开普勒第三定律可以用来计算天体的轨道参数，如轨道半长轴、偏心率 等
开普勒第三定律在天体物理学、天文学等领域有着广泛的应用，如计算行星的轨道参数、 预测行星的位置等
开普勒三定律
k值与中心天体有关， 而与环绕天体无关
a k 2 T
3
什么力来维持行星绕太阳的 运动呢？
科学的足迹
1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体 做圆周运动。 2、开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。
3、笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星 上，使得行星绕太阳运动。
4、胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星 的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离 的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证 明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比， 则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力 定律。
1、太阳对行星的引力：太阳对不同行 星的引力，与行星的质量m成正比，与 太阳到行星间的距离r的二次方成反比
2、行星对太阳的引力：与太阳 的质量M成正比，与行星到太阳 的距离r的二次方成反比 3、太阳与行星间的引力：与太阳的 质量M、行星的质量m成正比，与 两者距离的二次方成反比
m F 太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F/应满 足
行 星
F
F`
太 阳
M F 2 r
/
追寻牛顿的足迹
太阳与行星间的引力
概括起来有
Mm F 2 r
则太阳与行星间的引力大小为
Mm F G 2 r
G比例系数，与太阳、行星的质量无关 方向：沿着太阳和行星的连线
小 结
/
Mm F G 2 r
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
行星绕太阳运动遵守这个规律， 那么在其他地方是否适用这个规律 呢？
开普勒第三定律K的理解 高中物理必修课件PPT 人教版
期 8天
4天
9天
18天
K
a3 T2
2.396
1016
此数据来源于360百科
活动与探究 知识讲解
（温馨提示：规范操作、注意安全）
当行星环绕的中心天体不同时K值不相同
太阳
Kபைடு நூலகம்
a3 T2
2.511019
K值与中心天体有关
木星
K
a3 T2
2.396 1016
活动与探究 知识讲解
（温馨提示：规范操作、注意安全）
K值与环绕行星无关
知识讲解
天 木星1 体
木星2
木星卫星绕木星公转周期和半长轴
木星3
木星4 木星13 木星6
木星7
木星10
半 421700km 671034km 1070412 1882709 1118778 11451971 11778034 11740560
长
km
km
1km
km
km
km
轴
周 1.7691377 3.5511810 7.154552 16.6890 241.75天 250.37天 261.14天 259.89天
a3 T2
K
3
知识讲解
天 体
金星
太阳系八大行星公转周期和半长轴
土星 木星 水星 地球 火星 天王星
海王星
半 1082 长 0893 轴 0 km
1433 4493 70 km
7764 1294 8km
5790 9050 km
1495 9788 7.5k m
2279 3664 0km
2876679 082 km
K
M？
中心 天体
开普勒三定律 PPT
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年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权，一次 发放，全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP，生发效放起数每量月由发您放购一买次，赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放， 。文一前档次往下，我载持的特续账权有号，效-自
VIP有效期内享有搜索结果页以及文档阅读页免广告特权，清爽阅读没有阻碍。
知识影响格局，格局决定命运！ 多端互通
抽奖特权
VIP有效期内可以无限制将选中的文档内容一键发送到手机，轻松实现多端同步。 开通VIP后可以在VIP福利专区不定期抽奖，千万奖池送不停！
福利特权
开通VIP后可在VIP福利专区定期领取多种福利礼券。
特权福利
特权说明
VIP用户有效期内可使用VIP专享文档下载特权下载或阅读完成VIP专享文档（部分VIP专享文档由于上传者设置不可下载只能 阅读全文），每下载/读完一篇VIP专享文档消耗一个VIP专享文档下载特权。
1、2高中物理必修二万有引力定律第1节《开普勒三定律 万有引力定律》精品课件(上课用)
反映了行星公转周期跟轨道半长 轴之间的依赖关系．椭圆轨道中 开普勒 长轴越长的行星，其公转周期越 第三定 长；反之，其公转周期越短 律 研究行星时，常数k与行星无 关，只与太阳有关．研究其他天 体时，常数k与其中心天体有关
思维疑点： (1)开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明该定 律也适用于其他天体的运动． (2)开普勒第二定律说的是同一行星在距太阳不同距离时的 运动快慢的规律；开普勒第三定律说的是不同行星运动快慢的规 律．
律 相差很大
行星的椭圆轨道很接近圆，半长
轴与半短轴接近
图示
对开普勒行星运动定律的理解
该定律又叫面积定律，反映了同 一行星沿椭圆轨道运动靠近太阳 开普勒 时速度增大，沿椭圆轨道远离太 第二定 阳时速度减小 律 近日点、远日点分别是行星距离 太阳的最近点、最远点，所以近 日点速度最大，远日点速度最小
对开普勒行星运动定律的理解
[答案] 一、1.地球 地球 2.太阳 太阳 3.匀速圆周 第谷 二、椭圆 椭圆 焦点 相等的面积 半长轴
公转周期 相等 a3 无关 T2
三、(1)圆心 (2)匀速 (3)公转周期
1．判断正误： (1)绕太阳运动的行星的轨道都是圆．( ) (2)围绕太阳运动的行星的速率是不变的．( ) (3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．( ) (4)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．( ) (5)地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白 尼．( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
[解析] (1)根据开普勒第一定律，所有绕太阳运动的行星的轨道都 是椭圆． (2)根据开普勒第二定律，行星离太阳近时运动速率大，离 太阳远时速率小． (3)开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其 他天体绕中心天体的运动，如卫星绕地球的运动． (4)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． (5)托勒密和哥白尼分别提出地心说和日心说．
思维疑点： (1)开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明该定 律也适用于其他天体的运动． (2)开普勒第二定律说的是同一行星在距太阳不同距离时的 运动快慢的规律；开普勒第三定律说的是不同行星运动快慢的规 律．
律 相差很大
行星的椭圆轨道很接近圆，半长
轴与半短轴接近
图示
对开普勒行星运动定律的理解
该定律又叫面积定律，反映了同 一行星沿椭圆轨道运动靠近太阳 开普勒 时速度增大，沿椭圆轨道远离太 第二定 阳时速度减小 律 近日点、远日点分别是行星距离 太阳的最近点、最远点，所以近 日点速度最大，远日点速度最小
对开普勒行星运动定律的理解
[答案] 一、1.地球 地球 2.太阳 太阳 3.匀速圆周 第谷 二、椭圆 椭圆 焦点 相等的面积 半长轴
公转周期 相等 a3 无关 T2
三、(1)圆心 (2)匀速 (3)公转周期
1．判断正误： (1)绕太阳运动的行星的轨道都是圆．( ) (2)围绕太阳运动的行星的速率是不变的．( ) (3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．( ) (4)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．( ) (5)地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白 尼．( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
[解析] (1)根据开普勒第一定律，所有绕太阳运动的行星的轨道都 是椭圆． (2)根据开普勒第二定律，行星离太阳近时运动速率大，离 太阳远时速率小． (3)开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其 他天体绕中心天体的运动，如卫星绕地球的运动． (4)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． (5)托勒密和哥白尼分别提出地心说和日心说．
开普勒三大定律内容及公式高中
开普勒三大定律内容及公式高中
开普勒三大定律是描述行星运动规律的重要定律，是天文学的基础之一。
这三
大定律分别是：
第一大定律（开普勒轨道定律）：行星绕太阳的轨道形状为椭圆，太阳在椭圆
的一个焦点上。
第二大定律（开普勒面积定律）：行星与太阳连线在相等时间内扫过相等面积。
第三大定律（开普勒运动定律）：行星公转周期的平方与它到太阳的平均距离
的立方成正比。
开普勒第一定律揭示了行星轨道的形状特点，即椭圆形状，并确定了太阳在椭
圆的一个焦点上，而开普勒第二定律则说明了在不同时间段内，行星与太阳连线所扫过的面积相等，这说明了行星在不同时期的速度是不同的。
最后，开普勒第三定律揭示了行星的公转周期与其到太阳的平均距离之间的关系，表明这两个量之间存在某种规律性。
开普勒三大定律还可以用数学公式来描述：假设一个行星的半长轴为a，离心
率为e，该行星的公转周期为T，离太阳最近距离为r1，离太阳最远距离为r2。
那么，开普勒三大定律可以表示为以下公式：
•第一大定律：e = c/a, 其中 c表示焦距。
•第二大定律：|r1^2・θ1 - r2^2・θ2| = ΔA, 其中ΔA 表示两个时间段内扫过的面积差。
•第三大定律：T^2 ∝ a^3。
通过这些公式，我们可以更直观地理解开普勒三大定律对行星运动规律的描述。
它们为我们提供了在天文学中解释和预测行星运动的基本原理，是研究宇宙运动规律中至关重要的一部分。
总的来说，开普勒三大定律的内容和公式不仅在高中物理课程中被广泛教授，
也对探索宇宙运动规律具有深远的影响，是物理学和天文学领域不可或缺的重要基础知识。
开普勒三大定律PPT课件
.
12
行星为什么这样运动? 多数人： 行星作圆周运动是无需动因的.
.
13
行星为什么这样运动?
伽利略 (1564-1642)
一切物体都有合并的趋势，这种 趋势导致物体做圆周运动.
.
14
行星为什么这样运动?
开普勒 (1571-1630)
行星绕太阳运动一定是受到了来自 太阳的类似于磁力的作用.
.
15
.
35
开普勒
.
1
万有引力定律
.
2
行星的运动
问题一：古代关于天体的运 动有哪两种学说？
.
3
１、地心说
托勒密于公元二世纪，提 出了自己的宇宙结构学说， 即“地心说”。
地心说认为地球是宇宙的 中心，是静止不动的，太阳 月亮及其他的行星都绕地球 运动。
地心说直到16世纪才被哥 白尼推翻。
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托勒密
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托勒密的地心说
行星为什么这样运动行星作圆周运动是无需动因的行星作圆周运动是无需动因的1314一切物体都有合幵的趋势这种一切物体都有合幵的趋势这种趋势导致物体做圆周运动趋势导致物体做圆周运动伽利略伽利略行星为什么这样运动1415行星绕太阳运动一定是受到了来自行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用太阳的类似于磁力的作用行星为什么这样运动16行星运动是因为行星的周围有旋转行星运动是因为行星的周围有旋转的物质作用在行星上的物质作用在行星上行星为什么这样运动笛卡儿笛卡儿1617行星围绕太阳运动是因为受到了太阳行星围绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力提出如果行星的轨道是对它的引力提出如果行星的轨道是圆形的它所受的引力大小跟行星到圆形的它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比太阳的距离的二次方成反比行星为什么这样运动胡兊等人胡兊等人1718哈雷英国天文学家不牛顿讨论关于平方反比定律的轨迹问题行星为什么这样运动1819多数人多数人行星圆周运动是无需动因的行星圆周运动是无需动因的伽利略伽利略一切物体都有合幵的趋势一切物体都有合幵的趋势受到了来自太阳的类似于受到了来自太阳的类似于磁力的作用磁力的作用笛卡儿笛卡儿行星的周围有旋转的物质行星的周围有旋转的物质作用在行星上作用在行星上受到了太阳对它的引力受到了太阳对它的引力思考
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。
1_1.讲解部分PPT
月=
4 2 T月2
·r≈2.7×10-3
m/s2,a月
g
≈1
602
3.检验结果:地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力、太阳与行
星间的引力,遵从相同的规律。
四、割补法求物体间的引力
1.方法:万有引力定律适用于质点间、质点与均匀球体间、两均匀球体 间的相互作用力,若出现大球内某个区域被挖去一个小球,无法直接应用 公式求残缺球与另外质点或另外球体的万有引力,此时可以采用“先补 后挖”的方法,应用万有引力定律间接求解。 如图,在一个半径为R、质量为M的均匀球体中,紧贴球的边缘挖去一个半 径为 R 的小球体后,求剩余部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心
v
ω
注意:①利用万有引力提供向心力估算天体质量时,估算的只是中心天体 的质量,而非环绕天体的质量。②区别中心天体半径R和轨道半径r,只有 在中心天体表面附近做圆周运动时,才有r≈R;V= 4 πR3中的“R”只能是
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中心天体的半径。③天体质量估算中常有隐含条件,如地球的自转周期 为24 h,公转周期为365天等。
向心力
轨道半径 角速度
近地卫星 (r1、ω1、v1、a1)
万有引力
同步卫星 (r2、ω2、v2、a2)
万有引力
r2>r3=r1
由G Mm=mω2r得
r2
ω= GM ,故ω1>ω2
r3
ω1>ω2=ω3
赤道上随地球 自转的物体 (r3、ω3、v3、a3) 万有引力 的一个分力
ω2=ω3
线速度
向心 加速度
遵循矢量运算法则。
考点三 天体质量和密度的计算
一、利用重力加速度和天体半径计算天体的质量和密度
《开普勒三定律》课件
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开普勒三定律在天文学领域的应用，也促进了数学、物理学等
其他相关学科的发展。
对物理学的影响
开普勒三定律为牛顿力学的发展奠定了基础
牛顿在开普勒三定律的基础上，提出了万有引力定律和三大运动定律，建立了完整的经典 力学体系。
开普勒三定律推动了物理学中理论模型的发展
开普勒三定律的发现促使人们更加重视理论模型在科学研究中的作用，推动了物理学中理 论模型的发展。
推导过程
总结词
通过观察和计算行星的轨道数据，开普勒提出了开普勒第二定律的数学表达式，并进行了详细的推导 。
详细描述
开普勒通过对行星轨道数据的观察和计算，提出了开普勒第二定律的数学表达式。他通过几何学和代 数学的方法，对行星轨道半径和时间的关系进行了详细的推导。推导过程中，开普勒考虑了行星在椭 圆轨道上的运动规律，以及时间与行星位置之间的关系。
实例和行和科 学研究等领域有着广泛的应用。
详细描述
通过开普勒第三定律，我们可以计算出行星 的公转周期，进而了解行星的运动规律和轨 道参数。这对于研究行星运动、太阳系演化 以及探测外太空等领域具有重要意义。此外 ，开普勒第三定律也是研究其他天体系统的
基础之一，如恒星、星系等。
开普勒三定律的提出是科学革命的重要里程碑，它标志着人们对宇宙的理解从地心 说转向日心说。
开普勒的生平
约翰尼斯·开普勒出生于德国威 斯巴登，是文艺复兴时期的天文
学家、数学家和哲学家。
开普勒在年轻时曾追随第谷·布 拉赫进行天文观测，并成为其门
徒。
开普勒提出了行星运动的第一和 第二定律，即椭圆轨道定律和面 积定律。他还在数学和光学方面
做出了重要贡献。
02
开普勒第一定律：椭圆轨道定 律
高中物理课件-开普勒三大定律
月球
0.3844
27.3
1.03×10^13
同步卫星
0.0424
1
1.03×10^13
动手计算后，你得到了什么？ 所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，
月球、卫星的比值也相等
返回
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开普勒三定律
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
S1
S2
S1=S2
近日点速度快，远日点速度慢
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3.开普勒第三定律：
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。
行星 太阳
F
O F
R
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R3 =K T2
R：半长轴 T：公转周期
返回
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动手算一算
行星/卫星
半长轴（km）
周期（天）
K（m³/s²）
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
即R³/T²=k
返回
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开普勒三定律
例.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 。
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1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
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
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
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丹麦伟大的天文学家第 谷用毕生精力积累了一份丰 厚且极其宝贵的天文观测资 料。记录了700多颗恒星在 38年中的每一个夜晚的数据。
1601年第谷去世时，助手开普 勒接替了他的职位。在以后的18年 里，开普勒观察了更多的天体，同 时对这些数据资料进行分析，最终
发现了行星运动第三定律。由此可
见：要想从大量差别细微的信息中 总结出事物的客观规律，不仅需要Leabharlann 顽强的毅力，还要具备敏锐的科学
洞察力。可以说，这些宝贵的大量 数据资料，可以说为牛顿发现万在 引力定律奠定的基础，我们后人积 累了财富。
1601年第谷去世时，助手开普 勒接替了他的职位。在以后的18年 里，开普勒观察了更多的天体，同 时对这些数据资料进行分析，最终
发现了行星运动第三定律。由此可
见：要想从大量差别细微的信息中 总结出事物的客观规律，不仅需要Leabharlann 顽强的毅力，还要具备敏锐的科学
洞察力。可以说，这些宝贵的大量 数据资料，可以说为牛顿发现万在 引力定律奠定的基础，我们后人积 累了财富。