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教学课件

开普勒（德国）
第 谷（丹麦）
↓
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8′的误差
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毕生的精心观测记录
↓
行星运动规律
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
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1.古人对行星运动的探索
远古
140
1543
1546
1600
天圆地方
托勒密 地心说
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达标自测
3、如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意 图，下列说法正确的是( AC )
A．速度最大点是A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
3、所天有王行星星轨道28半8径2.的3 三次方28跟7它9.1的公转周 期的二海次王方星的比4值5都23相.9等。 4523.8
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小结
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）
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k中寻是探心找仅究天比由四体值中：相K心同取天的决体系于决统什定里么,与k因相绕素同行？。天体无k关，Ta在32
绕行 天体
中心 天体
半长轴 （x106k
m）
期公（转天周）k/（m3/s2）
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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。
（轨道定律）
2、开普勒行星运动定律
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。
F
F
（面积定律）
行星在远离太阳的过程中速度如何变化？ 秋
F
F
冬
夏
春 近日点速度快，远日点速度慢．
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。
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太阳系八大行星
探究一：历史的足迹
1、古人对天体运动存在哪些看法？ 2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？ 3、哪种学说占统治地位的时间较长？ 4、两种学说争论的结果是什么？
开普勒 第一定律 第二定律
1609
开普勒 第三定律
1619
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2、开普勒行星运动定律
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。
地球
(周期定律)
F
F
半长轴
a3
表达式：
=k
a
T2
行星绕太阳
公转的周期
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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
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达标自测
4、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( C )
A．3年 B．9年 C．27年 D．81年
1546
1600
天圆地方
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
第谷
出生
开普勒 任第谷助手
数学天才 开普勒（德国）
利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入 研究。
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是匀速圆 周运动?
1.881 11.862 29.457
到太阳距离 a 0.387 0.723
1
1.524 5.203
9.539
计算机运算分析
T∝a1.5→T∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k
1.古人对行星运动的探索
远古
140
1543
1546
1600
天圆地方
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
第谷
出生
开普勒 任第谷助手
3、行行星星运动轨的a(道近10半似6k长处m轴理)
轨道半短轴 b(106km)
水F星 金星
地球
F 57.9 108.2
a
149.6
56.7 108.1R 149.5
1、行星火轨星道是圆2，27太.9阳处在圆2心26；.9
木星
778.3
777.4
2、行星土做星匀速圆14周2运7.动0 ； 1424.8
A、2天文单位 B、4天文单位 C、5.2天文单位 D、12天文单位
k
a地3 T地 2
a木3 T木 2
a木3 a地3
T木 2 T地 2
a木3 13
12 2 12
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八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！
例如：
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k
a地3 T地 2
a水3 T水 2
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练一练
2、木星的公转周期约为12年，地球到太阳 的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离约 为（C ）
水星
57.91 87.97 3.36×1018
金星
太阳
108.94
224.7 1
地球
同步 卫星
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月球
149.60 365
0.0424 1
地球
K值计算器 0.3844
27.32
1.02×1013
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二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆
2、面积定律:
3、周期定律： a3/ T2 =k
（K是一个只与中心天体有关的物理量）
三、行星运动的近似处理
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达标自测
1、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它 们绕太阳运行一周所用的时间最短的是水星，最 长的是 海。王星
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[做一做] 请画一个椭圆。
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1.古人对行星运动的探索
远古
140
1543
1546
天圆地方
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
第谷
出生
天才的观察家
第谷·布拉赫
第 谷（丹麦）
建立天文台，把天体位置测量的误差由 10/ 减少到2/。
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1.古人对行星运动的探索
远古
140
1543
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达标自测
2、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的 是A( ．D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
练一练
1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所 示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行 星在A点的速率比在B点的大，则太阳 是位于(A )
A．F2 B．A点 C ． F1 D．B点
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
1
（1）长轴为__A_B___、短轴为__C_D___、焦点 为为__O__F__1C__或和____OF__2__D_，_半_. 长轴为_O__A_或__O_B__，半短轴
（2）如果半长轴与半短轴相等，这个椭圆 的形状会变成___圆__形______，焦点的位置将 位于__O__点_____.
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哥白尼 日心说
第谷
出生
开普勒 任第谷助手
开普勒 第一定律 第二定律
1609
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探究二 地球是不是绕太阳做匀速圆周运动？
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？