开普勒第三定律K的理解 高中物理必修课件PPT 人教版
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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
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-
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
开普勒三定律课件 PPT
17
二、开普勒三定律
(一)、建立过程
大家好
20
(一)、开普勒三定律建立过程
• 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？
大家好
21
怎么回事……..
行星轨道 是椭圆的
开普勒（德国）
↓
四年多的刻苦计算
？ 8 ′的偏差
误差仅为2′
进行了70多次尝试…… ↓
否定19 种假设
第 谷（丹麦）
↓
二十年的精心观测
750多颗星的观测记录
几千个数据
大家好
26
二、开普勒三定律
(一)、建立过程 (二)、内容和物理意义
大家好
27
用图钉和细绳画椭圆
做
一
半
做
b
短
轴
焦距c
大家好
28
开普勒行星运动定律
开普勒
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。
a3 T2
k
总体来说，就是把行星的运动看作为匀速圆周运
动处理，对应的半长大家好轴即为圆的半径。
38
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，太阳大家处好 在所有椭圆的一个焦点上 29
开普勒行星运动定律
离
离
太
太
阳
开普勒三定律 PPT
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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．
人教版高一物理必修二第六章 6.2太阳和行星间的引力习题课(15张PPT)
）
A.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式
F m v2 r
。
这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证
的。 B.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式
v
2r
T
，
这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定
义式得来的。 C.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式
6.牛顿认为改变速度的大小需要力，改变方向也需要力。 —（6对）
7.太阳与行星间的引力大小与它们之间的距离的二次方成反比。 —（7对）
8.太阳与行星间的引力公式不适用于行星与其卫星之间。 ——（8错）
9.根据牛顿第三定律可知行星对太阳的引力大小等于太阳对行星的 —（9对） 引力大小.
10.行星运行的轨道半径越大，公转周期越长，所以二者是正比关系。—（10错）
力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为( )
A.F/81 B.F C.9F D.81F
B
6.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F大小相等，
其依据是( )
A.牛顿第一定律
B.牛顿第二定律
C
C.牛顿第三定律
D.开普勒第三定律
二、知识应用
1.（双选）在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为
AD 春、夏、秋、冬四季。如图所示从地球绕太阳的运动规律分析，
r3 T2
k
，
这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的。
D.在探究太阳对行星的引力规律时使用的三个公式，都是可以在
实验室中得到证明的。
A.公式F m v2 实际上是根据牛顿第二 定律和引力提供向心力 得出的， r
无法在实验室得到验证 。
高一下学期物理人教版必修第二册课件：第七章第1节行星的运动
答案：B
二、开普勒定律 [微探究] 太阳系的八大行星绕太阳的运动如图所示，观察并思考下列
问题：
(1)行星的轨道是什么样的？ (2)太阳在行星轨道的什么位置？ (3)行星在运行轨道上不同位置速率是否相同？ (4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？ 提示：(1)椭圆。(2)一个焦点上。(3)不相同。(4)不相同。
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
确；行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，必须
是对同一行星而言，D错误。
答案：C
开普勒定律的理解
描述 定律
角度
理解
(1)行星绕太阳运动的轨道严格
开普
来说不是圆而是椭圆，不同行
勒第 轨迹 星的轨道是不同的。
一定 空间 (2)太阳不在椭圆的中心，而是
B．两者运行速度大小始终保持不变 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
C．太阳位于两者椭圆轨道的公共焦点上 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
说
_地__球__运动
最和谐的_匀__速__圆__周_运
日 (1)_太__阳__是宇宙的中心，是静止不 动，但计算所得的数
心 动的
据和丹麦天文学家第
说 (2)地球和其他行星都绕_太__阳__运动 谷的观测数据不符
[试小题] 1．判断正误。
(1)地心说认为地球是宇宙的中心。 (2)日心说认为太阳是静止不动的。 (3)地心说是错误的而日心说是正确的。 (4)太阳每天东升西落，说明太阳围着地球转。
人教版高中物理必修2：难点_开普勒第三定律
物理必修2
制作：华渔学研中心学研二部 时间：2018.8
1
行星的运行快慢与到太阳之间的距离有什么关系呢？
水星 金星 地球 火星 木星 土星
0.389 0.724 1.000 1.524 5.200 9.510
87.77 224.70 365.25 689.98 4332.62 10759.20
天文单位：对太阳系内 距离的一种度量单位， 等于日地间的平均距离， 现代值为1495978的轨道半长轴的三次方与公转周期的二次 方的比值都相等。
“……（这正是）我十六年前就强 烈希望探究的东西，我就是为这个 而和第谷合作…… ，现在我终于 揭示了它的真相。认识到这一真理， 这超出了我的最美好的期望。”
——开普勒
注：《宇宙谐和论》在1619年出版，上面发表了开普勒第三定律。
7-1 行星的运动 1-开普勒定律的理解与应用 课件—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第二册
D 星经过近日点时的速度 vb 为( )
A.bva a
B． ava b
C. bva a
D．ava b
例 题 讲 解
[解析] 取极短时间Δt 研究，根据开普勒第二定律知行星与太阳的连线在相
2、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的时间内扫过的面积相等。
3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星轨道的半长 轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
a3 T3
k
基 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”)
础 (1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运
开 普
——约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler） 1571年12月27日生于神圣罗马帝国符腾堡（现属德
勒
国）的威尔德斯达特镇，德国天文学家、数学家与占
星家。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”。
德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的 全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速 圆周运动的模型来思考和计算的，因为不管是“地心 说”还是“日心说”，都把天体运动看得很神圣，认 为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。 但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时 公认的第谷的观测误差不超过2′,开普勒想，天体运 动很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普 勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想， 最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹 为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结 为行星运动三定律。
对
星
——第谷·布拉赫
体 运
1546年12月14日出生于斯坎尼亚省基乌德斯特 普的一个贵族家庭。丹麦天文学家和占星学家。
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。
.
托勒密
4
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
人教版高一物理必修1 4.5牛顿第三定律课件
两物体间的作用总是相互的。当一个 物体给另一个物体施加力的作用时，另一个 物体也会同时给这个物体施加一个作用力。
我们把其中一个力叫做作用力，另一 个力叫反作用力。
相互作用的两个力之间有什么关系呢
实 践
作用力和反作用力的关系
探
究 1.方向相反，作用在同一直线上（反向、共线）
寻 2.分别作用在两个不同的物体上（异物）
找 规 律
大小有什么关系呢？
如何探究作用力与反作用力的大小关系呢？
方案一：两个弹簧秤水平对拉
A
B
方案二：固定一个弹簧测力计，用另一个来拉
A
B
二. 探究作用力与反作用力的关系
实
验 探
AA
BB
究
A
寻
F
找 规
A 受到 B 的拉力F B
律
F′
B 受到 A 的拉力F ′
加速或减速向前运动时又会是怎样呢？
一对作用力和反作用力
一对平衡力
2.作用力和反作用力与平衡力有哪 些相同点和不同点？
五. 比较作用力和反作用力与平衡力的异同点
大小Βιβλιοθήκη 相同方向点 是否共线
一对作用力 与反作用力
相等 相反
共线
作用时间 同时产生, 同时消失
不 同 作用对象 点
力的种类
不同(异体) 一定相同
一对 平衡力
相等
相反
共线
不一定同时产生, 同时消失
同极互相排斥
推动火箭 前进的力
施力物体：大气 受力物体：火箭
对大气 的力
施力物体：火箭 受力物体：大气
实例分析
手指
压力 压力
手掌
斥力
F
磁铁A
我们把其中一个力叫做作用力，另一 个力叫反作用力。
相互作用的两个力之间有什么关系呢
实 践
作用力和反作用力的关系
探
究 1.方向相反，作用在同一直线上（反向、共线）
寻 2.分别作用在两个不同的物体上（异物）
找 规 律
大小有什么关系呢？
如何探究作用力与反作用力的大小关系呢？
方案一：两个弹簧秤水平对拉
A
B
方案二：固定一个弹簧测力计，用另一个来拉
A
B
二. 探究作用力与反作用力的关系
实
验 探
AA
BB
究
A
寻
F
找 规
A 受到 B 的拉力F B
律
F′
B 受到 A 的拉力F ′
加速或减速向前运动时又会是怎样呢？
一对作用力和反作用力
一对平衡力
2.作用力和反作用力与平衡力有哪 些相同点和不同点？
五. 比较作用力和反作用力与平衡力的异同点
大小Βιβλιοθήκη 相同方向点 是否共线
一对作用力 与反作用力
相等 相反
共线
作用时间 同时产生, 同时消失
不 同 作用对象 点
力的种类
不同(异体) 一定相同
一对 平衡力
相等
相反
共线
不一定同时产生, 同时消失
同极互相排斥
推动火箭 前进的力
施力物体：大气 受力物体：火箭
对大气 的力
施力物体：火箭 受力物体：大气
实例分析
手指
压力 压力
手掌
斥力
F
磁铁A
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。
高中物理人教版必修第一册 3.3 牛顿第三定律(共20张PPT)(优质版)
问题：鸡蛋碰石头，鸡蛋破了而石头丝毫 无损，说明石头对鸡蛋的作用力大，而鸡 蛋对石头的作用力小，这一判断对吗？
解答: 这一判断不对,鸡蛋碰石头,鸡蛋 对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对作用 力与反作用力,大小必然相等,鸡蛋破了, 是因为鸡蛋壳强度不大,易碎.
总结：
作用力和反作用力大小相等，方 向相反，作用在一条直线上；
将M、N两重物悬挂起来，则正确的是( D )
A．L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平 衡力
B．L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作 用力与反作用力
C．L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平 衡力
D．L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作 用力和反作用力
例4、如图，水平力F把一个物体紧 压在竖直的墙壁上，静止不动，下列 说法中正确的是( BD )
牛顿第三定律
一、什么是力
力是物体对物体的相互作用。
只要谈到力，就一定存在着 受力物体和施力物体。其中 一个力叫作用力，另一个力 就叫反作用力。
1、力的三要素：大小，方向，作用点 2、力的表示方法 （1）力的示意图 （2）力的图示 3、力的大小：用弹簧测力计测量 4、力的作用效果 （1）使物体发生形变 （2）改变物体的运动状态 5、力的分类 （1）按性质分：重力，弹力，摩擦力，分子力，电 磁力等； （2）按作用效果分：拉力，压力，支持力，动力， 阻力等； （3）按研究对象分：内力，外力； （4）按作用方式分：接触力，非接触力（场力）。
一对作用力和反作用力不是一对平衡力。
平衡力：作用在一个物体上的两个力， 如果大小相等、方向相反且作用在一条 直线上，这两个力就是一对平衡力
四、作用力与反作用力跟平衡力的比较
内容
作用力和反作用力
二力平衡
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
3
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
03
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
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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
K M2？太阳
K ......？. 木星
K值与中心天体的关系
K值
K R？ 质量M（kg） K与M比值 半径R(km) K与R比值
2.511019 2.01030 1.251011 696300 3.61013 K R 2？
2.3961016 1.91027 1.261011 71492 3.351011 K .....？.
4504000 000 Km
周 224.7 1075
期天
9.5天
4332. 71天
87.96 91天
365.2 4219 天
686.9 8天
30799.0 9天
60,327.6 24天
K
a3 T2
2.511019
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相同时K值相同
高中物理-必修二 第六章-第1节
课题：行星的运动
难点名称：对开普勒第三定律中K的理解
导入
第谷.布拉赫 天文学史上举足轻重的天文观察家
开普勒
在第谷观测数据的基础上进行计算 最终总结出行星运行规律的开普勒
三大定律
2
导入
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。
K值与中心天体的质量有关
小结 【课堂小结】
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。
a3 T2
K
中心天体相同，K值相同。 中心天体不同，K值不同且K值与中心天体质量有关。