必修2第六章万有引力与航天61行星的运动资料
人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天 6-1行星的运动课件 (7)
尝试应用：
关于行星绕太阳运动的说法正确的是( A)C A、太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B、太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆 C、行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 D、行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
1、什么是地心说和日心说？各自的代表人 物是谁？
2、开普勒三大定律的内容是什么？ 3、开普勒第三定律中的k跟什么有关？
知识点一：两种对立的学说
两种学说
内容
代表人物
地 _地__球__是静止不动的，__地_球__是宇宙 托勒密(古希
心 的中心，太阳、月亮以及其他行星 腊)
说 都绕__地__球__运动
日 _太__阳__是静止不动的，_太__阳__是宇宙 心 的中心，地球以及其他行星都绕太 哥白尼(波兰) 说 阳运动
第六章 万有引力与航天
6.1 行星的运动
复习：圆周运动
线速度：v 2r
角速度： 2
T
T
即：
T
2r
v
2
v r
向心加速度：an
2r
v2 r
4 2r
T2
v
向心力：Fn
m 2r
m
v2 r
m
4 2r
T2
mv
重力恰好完全提供向心力的临界条件：v gr
学习目标
知识与技能: 了解人类对行星运动规律的认识历程； 了解观察的方法在认识行星运动中的作用； 了解并掌握开普勒行星运动定律。
A.12
B.2
3 C. 4
1 D.3
4
知识点三：
开普勒三大定律在实际应用中的简化处理
必修2第六章万有引力与航天6.1行星运动讲诉
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3开普勒行星运动定律
1．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。
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2．对任意一个行星来说，他与太阳的连线在 相等的时间内扫过相等的面积。
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3．所有行星的轨道半径的半长轴的三次方跟 它的公转周期的平方的比值都相等 .
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例题
1下列说法中正确的是（abcd） a.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这 些椭圆的一个焦点上 b.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化 的；在近地点附近速率大，远地点附近速率小；卫星 与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等 c.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的 轨道，都可以近似看做为圆，这些圆的圆心在地心处 d.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运 动，遵循相同的规律
必修2第六章万有引力与航天
6.1行星的运动
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【教学目标】
一、知识与技能 认识椭圆；了解人类对天体运行的研究历史；理解开普勒三 定律。 二、过程与方法 通过对天体运行研究历史的了解，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。 三、情感态度价值观 通过对天体运行研究历史的了解，感悟科学家对科学的执著 和献身精神，培养学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、 敢于坚持真理、实事求是的科学态度。
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三第谷、开普勒的研究
第谷，丹麦天文学家。1546年12月14日生于丹麦斯科（今属瑞 典），卒于1601年10月24日。自幼过继给伯父约尔根· 布拉赫为 子，受到良好的教育，曾先后在哥本哈根大学、莱比锡大学、罗 斯托克大学、巴塞尔大学等多所大学求学。第谷是一位杰出的观 测家，但他的宇宙观却是错误的。第谷本人不接受任何地动的思 想。他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运 动。他的体系是属于地心说的。
高中物理 第6章 万有引力与航天《行星的运动》课件 新人教版必修2
4．关于行星的运动，下列说法不正确的是( ) 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．水星轨道的半长轴最短，公转周期最小 D．海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最大
解析：由开普勒第三定律可知，Ta32＝k(常量)．则行星轨道的半长轴越长， 公转周期越大，选项 B 正确；水星轨道的半长轴最短，其公转周期最小，选项 C 正确；海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最大，选项 D 正确； 公转轨道半长轴的大小与自转周期无关，选项 A 错误．
答案：A
5．(多选题)关于开普勒行星运动的公式RT23＝k，以下理解正确的是(
)
A．k 是一个与行星无关的量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R 地，周期为 T 地；月球绕地球运转
轨道的半长轴为 R 月，周期为 T 月，则RT2地3地＝RT2月3月
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
解析：冬至日前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球位于远日点附 近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大，故 A 对、B 错；春夏两季平均速 率比秋冬两季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，春夏 两季一般在 186 天左右，而秋冬两季只有 179 天左右，C 错、D 对．
答案：AD
二、非选择题(本题有 4 小题，共 44 分) 9．(8 分)已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为 b，则它们的公转周期之 比为________．
解析：天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律，都遵守牛 顿运动定律等，A 错；天体的运动轨道都是椭圆，而非圆，只是椭圆比较接近 圆，有时将椭圆当作圆处理，但椭圆毕竟不是圆，B 错；太阳从东边升起，又 从西边落下，是地球自转的结果，C 错．
高一物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点总结
万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史1、“地心说”的内容及代表人物：托勒密（欧多克斯、亚里士多德）2、“日心说”的内容及代表人物：哥白尼（布鲁诺被烧死、伽利略）二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：开普勒第三定律：K—与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体才可以列比例，太阳系：三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
①②③2、表达式：3、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1,m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。
4.引力常量：G=6.67×10-11N/m2/kg2，牛顿发现万有引力定律后的100多年里，卡文迪许在实验室里用扭秤实验测出。
5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。
②对于质量分布均匀的球体，公式中的r就是它们球心之间的距离。
③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r为球心到质点间的距离。
④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r为两物体质心间的距离。
6、推导：四、万有引力定律的两个重要推论1、在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。
2、在匀质球体内部距离球心r处，质点受到的万有引力就等于半径为r的球体的引力。
五、黄金代换若已知星球表面的重力加速度g和星球半径R，忽略自转的影响，则星球对物体的万有引力等于物体的重力，有所以其中是在有关计算中常用到的一个替换关系，被称为黄金替换。
导出：对于同一中心天体附近空间内有，即：环绕星体做圆周运动的向心加速度就是该点的重力加速度。
六、双星系统两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。
设双星的两子星的质量分别为M1和M2，相距L，M1和M2的线速度分别为v1和v2，角速度分别为ω1和ω2，由万有引力定律和牛顿第二定律得：M1：M2：相同的有：周期，角速度，向心力，因为，所以轨道半径之比与双星质量之比相反：线速度之比与质量比相反：七、宇宙航行：1、卫星分类：侦察卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星……3、卫星轨道：可以是圆轨道，也可以是椭圆轨道。
人教版高中物理必修二第六章第一节--行星的运动
例题分析
例题1、如图所示，为绕地球运动的三类卫星：第 一类——运动轨道在地球赤道平面上空（例如：地 球同步卫星）；第二类——绕地球南北两极运动的 极地轨道卫星（例如：我国“风云”系列气象卫 星）；第三类——一般轨道卫星。则：
练习3、由开普勒第二定律可知：对任意行星
来说，行星与太阳的连线在相等的时间内扫
过的面积相等。如图所示，为某一行星绕太 阳运动轨迹，其中在远日点的速度为va，近
日点的速度为vb，则有va＿＜＿＿vb（填：＞、
＜或＝）
练习４、关于开普勒行星运动的公式a3/T2＝
k，以下理解正确的是 ( c )
A．k是一个与行星有关的量 B．T表示行星运动的自转周期 C．T表示行星运动的公转周期 D．月球绕地球运动的Ｋ值与地球绕太阳运 动的Ｋ值相同
第六章 万有引力定律 与航天
（一）知识回顾：
1．开普勒第一定律：所有的行星环绕太 阳运动的轨道是_椭__圆___,太阳处在所有椭 圆轨道的一个___焦__点____上
2．开普勒第二定律：对于每个行星而言，
行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的
面积__相__等_____。所以，行星在绕太阳公 转过程中离太阳越近速率就越_大____，离 太阳越远速率就越__小___。则：行星在 _近___日点的速率最大，在__远___日点的速 率最小
(4)第三宇宙速度：如果物体的速度等
于或大于16.7km/s，物体就摆脱了太阳 引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空 间去。我们把这个速度叫第三宇宙速度。
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天 6-1行星的运动说课
近日点快，远日点慢．
[探究]
年份
2004
春分
3/20
夏至
6/21
秋分
9/23
冬至
12/21
秋89天
夏94天
2005
2006
3/20
3/21
6/21
6/21
9/23
9/23
12/21
12/21
春 92 天
夏 94 天
秋 89 天
冬 90 天
冬90天
春92天
地球绕太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。
二、开普勒行星运动三定律
√
a3 K 2 T
K是一个常量，与中心天体有关，与行星无关； 中心天体不同，K值不同。 1.02×1013 1 人造卫星 地球 0.0424
月球
0.3844
27.322
1.02×1013
例：两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的 轨道半长轴分别是a1和a2，则它们的公转周期之比为多少？
规律： （理想化模型）
1、多数行星绕太阳运动轨道十分接近圆，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。 说一说：这里的“圆”跟前面两种学说里的“圆”一样
开普勒行星运动定律是根据行星运动的观察结果而总 结出来归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，只涉 及运动学、几何学方面的内容，不涉及力学原因。
不屈不挠的探索精神和一丝不苟的科学态度 尊重客观事实、敢于挑战权威 坚持真理、勇于探索 合作精神 实验观察手段 实验归纳和数学演绎相结合 突出主要矛盾，忽略次要因素
完整版人教版必修二第六章：万有引力与航天简明实用笔记知识要点
一、行星的运动——开普勒三定律 （察看到的，不是实验定律）（环绕，中心天体可视为不动）1、开普勒第必定律——轨道定律（圆周模型）全部的行星环绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律——面积定律（v 1r 1 v 2 r 2 ）对于任意一个行星而言， 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
依据开普勒第二定律可得，行星在远日点的速率较小，在近期点的速率较大。
3、开普勒第三定律——周期定律（a 3 k ）T 2全部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。
（ a 表示椭圆的半长轴， T 代表公转周期， 同一中心天体 k 是定值 r 3GM T2k42）明显 k 是一个与行星自己没关的量，只与中心体有关 。
开普勒第三定律对全部行星都合用。
对于同一颗行星的卫星，也切合这个运动规律。
二、万有引力定律1、定律的推导。
2、定律的内容：自然界中任何两个物体都互相吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。
3、定律的公式： F Gm 1m 2（× 10-112/kg 2. ）r 24、万有引力定律公式的合用条件：①质点间 （对于相距很远因此可以看作质点的物体）思虑：在公式中，当 r →0 时， →∞能否有意义？F②对平均的球体 ，可以看作是质量会合于球心上的质点，这是一种等效的简化办理方法。
③不是质点也不可以视为质点的 不可以直接 用公式，但可采纳 微积分 的思想间接求！5、万有引力定律说明①引力的方向 ——两质点的连线上。
②为引力常量 G ——在数值上等于两个质量都是1kg 的物体相距 1m 时的互相作用力， 其数值与单位制有关。
在 SI 制中， G ＝ 6.67 × 10－11N · m 2/kg 2，1687 年牛顿宣布规律，而 1798 年英卡文迪许完成实验之时测定。
卡被称为称出地球质量的人 . 精度不高，可取来运算③一致单位 ——在运用万有引力定律计算时，公式中各量的单位须一致使用国际单位制。
高中物理第六章万有引力与航天6.1行星的运动新人教版必修2
(2)意义:比例常数k与行星无关,只与太阳有关,因此定 律具有普遍性,即不同星系具有不同的常数,且常数是 由中心天体决定的。
【易错提醒】 开普勒定律的三点注意
(1)开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而 得出的规律,它们都是经验定律。 (2)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。
二、开普勒行星运动定律
1.开普勒行星运动定律:
定律
内容
开普勒 第一定律
开普勒 第二定律
所有行星绕太阳运动 的轨道都是__椭__圆_,太 阳处在_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__间__内扫过 _相__等__的__面__积__
公式或图示
2.开普勒第二定律:
(1)认识:行星靠近太阳时速度增大,远离太阳时速度 减小。近日点速度最大,远日点速度最小,又叫面积 定律,如图2所示。
(2)意义:描述了行星在其轨道上运行时,线速度的大小 不断变化,并阐明了速度大小变化的数量关系。
3.开普勒第三定律:
(1)认识:它揭示了周期与轨道半长轴之间的关系,椭 圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越大;反之,其 公转周期越小。因此又叫周期定律,如示
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
公式:
a T
3 2
=k,k
是一个与行星
_无__关__的常量
2.行星运动的近似处理: (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。
人教版高一物理必修2第六章6.1行星的运动课件优秀课件资料
S2
解答：根据开普勒第二定律，卫星在近地 S1= S2
点速度较大，在远地点速度小。
例题三：
3、一种通信卫星需要“静止”在赤道上空的某一点， 因此它的运行周期必须与地球自转周期相同。请你 估算：通行卫星离地心的距离大约是月心离地心的 几分之一？
解答：设通信卫星离地心的距离卫R卫、运行周期 卫T卫、月球离地心的距离卫R月、月球绕地球运行 的周期为T月。根据开普勒第三定律，
5.生命只有一次，不管你怎么绽放，总会有人质疑。所以做好自己，开心就好！ 6. 就这样遭遇青春，就这样拥有青春，或许有一天，也就这样一个人走过青春，青春是纯美而短暂的，没有人可以拖着青春的尾巴过一辈子
。只是现在遭遇青春时我们有些激动罢了。期待着想象中的花季盛开，经历青春的时候，我们哭着、笑着、灿烂着、张扬着、美丽着，也哀愁 着、体验着、感动着、慢慢长大着。
r火3 日 r地3 日
T2 地球公转
1.53 13
365
T火星公转 1.53 365天 670天
例题二：
2、开普勒行星运动三定律不仅适用与行星绕太阳的运动， 也适用与卫星绕行星的运动。如果一颗人造卫星沿椭圆轨道 运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远
地点），哪点的速度比较大?
S1
1、地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，
叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知 火星的半径是1.5天文单位，根据开普勒第三定律，火星公
转的周期是多少天?
解答：行星绕太阳的运动按圆轨道处理，根据开普勒第 三定律有： T2
火星公转
T2 火星公转
R卫3 T卫2
R月3 T月2
3
R卫
T卫2
3
高中高中物理 第六章《万有引力与航天》6.1 行星的运动课件 新人教版必修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(周期定律)
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。
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, 即r3/T2=k。
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第六章 万有引力与航天
一、行星的运动
浩瀚的宇宙
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
认为太阳是宇宙的中心， 地球和其他行星都绕太阳转动。 日心说最早于十六世纪，由波 兰天文学家哥白尼提出。
哥白尼认为，地球不是宇 宙的中心，而是一颗普通行星， 太阳才是宇宙的中心，一年的 周期是地球每年绕太阳公转一 周的反映。
布鲁诺
• 一个人的事业使他自 己变得伟大时，他就 能临死不惧。
• 为真理而斗争是人生 最大的乐趣。
科学的足迹
3、日心说的进一步完善
(1)天才观察者： 第谷·布拉赫
第 谷（丹麦）
科学的足迹
3、日心说的进一步完善
• (2) 开普勒： •
开普勒行星运动三定律
开普勒三定律
开普勒第一定律 （轨道定律）
半长轴
表达式： a3 T2
=k
行星绕太阳 公转的周期
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辽宁省示范性高中瓦房店市第八高级中学高一物理导学案主备人:伦论审核人：姜慎明蔡艳科WFD8G1—WLBX2—FX2高中物理必修二第六章万有引力与航天知识点归纳与重点题型总结一、行星的运动1、开普勒行星运动三大定律①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
②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相等的面积。
推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。
③第三定律（周期定律）：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。
即： a3k其中 k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。
T 2推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。
K 取决于中心天体的质量例. 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。
二、万有引力定律1、万有引力定律的建立G Mm①太阳与行星间引力公式F②月—地检验r 2③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量 G6.67 10 11 N m2 / kg2 2、万有引力定律G①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和 m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。
即：m1m2F G②适用条件r 2（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r为两个物体质心间的距离。
（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。
③运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。
忽略地球自转可得：mg G Mm2R例.设地球的质量为 M，赤道半径 R，自转周期 T，则地球赤道上质量为 m的物体所受重力的大小为？（式中 G为万有引力恒量）（ 2）计算重力加速度mg G Mm 地球表面附近（ h《 R）方法：万有引力≈重力MmR2地球上空距离地心 r=R+h 处方法：mg'G(R h) 2在质量为 M’，半径为 R’的任意天体表面的重力加速度g''''M'' m方法：Gmg''2R（3）计算天体的质量和密度利用自身表面的重力加速度： GMmmgR2利用环绕天体的公转：Mm v 2m2r42等等G2m m 2 rr r T（注：结合M4R3 得到中心天体的密度）3例. 宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度V0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为 V. 已知该星球的半径为 R，引力常量为G ，求该星球的质量 M。
人教版高中物理必修2第六章万有引力和航天重点知识总结 无答案
万有引力和航天重点知识总结一. 天体运动1. 开普勒行星运动规律：（1）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在所有椭圆的一个______上。
（2）对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的________相等。
（3）所有行星的轨道的_______的三次方跟公转周期的______的比值都相等。
其表达式为：k TR =23，其中R 是椭圆轨道的半长轴，T 是行星绕太阳公转的周期，其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。
二. 万有引力定律①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成__________，与它们之间的距离________的二次方成反比。
即：___________ 其中G =6. 67×10－11N ·m 2/kg 2 ①适用条件（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。
（Ⅰ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。
①运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。
忽略地球自转可得：2. 基本问题是研究星体（包括人造星体）在万有引力作用下做匀速圆周运动。
基本方法：将天体运动理想化为匀速圆周运动，所需的向心力由万有引力提供。
即：G ·M ·m /r 2=m ·v 2/r=________=_________=m ·r ·（2πf ）23. 绕行中心星体的运动的快慢与绕行半径的关系：（1）由G ·M ·m /r 2=m ·v 2/r 得v =M/r G ⋅，_______越大，v 越小。
2R MmG mg =（2）由G ·M ·m /r 2=m ·r ·ω2得3M/r G ⋅=ω，r 越大，______越小。
人教版物理必修二第六章 万有引力与航天知识总结
GgR M R MmG mg 22==第六章 万有引力与航天开普勒行星定律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，太阳处在椭圆的一个焦点上。
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相等的面积。
3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道半径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，即32a k T=。
说明：（1）开普勒行星运动定律适用于一切行星（卫星）绕恒星（行星）运动的情况； （2）不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的； （3）行星在近日点的速率远大于在远日点的速率；（4）表达式32a k T=中，k 值只与中心天体有关。
引力和重力的关系1、在两极或不考虑地球自转：重力和万有引力相等2R Mm Gmg =2、赤道位置向F mg R MmG+=2 3、重力加速度与高度的关系万有引力定律1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比。
2．公式：122m mF G r=（G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2）。
G 物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg 的质点相距1 m 时的相互吸引力。
3．适用范围：（1）质点间引力的计算；（2）质量分布均匀的球体，r 是球体球心间的距离；（3）一均匀球体与球外一个质点间的万有引力的计算，r 是球心到质点的距离； （4）两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，r 为两物体质心间的距离。
计算天体的质量和密度1、忽略天体自转，天体表面重力和万有引力相等：2RMmG mg =2)(h R Mm Gg m +='2、测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r 和周期T 。
（1）由2224πMm rG m r T=得天体的质量2324πr M GT =。
高一物理必修二课件第六章万有引力与航天太阳与行星间的引力
地球同步卫星提供的气象数据还可以用于气候研究。通过对长期的气象数据进行分析，可 以揭示气候变化的规律和趋势，为应对气候变化提供科学依据。
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PART 06
太空探索与人类未来
REPORTING
太空探索历程回顾
早期太空探索
从望远镜观测到太空竞赛的初期阶段，人类对太空的认知逐渐拓 展。
人造卫星与载人航天
通信网络的中继站，实现手机信号的传输和接收。这使得人们即使在偏
远地区也能使用手机进行通信。
地球同步卫星在气象观测中的应用
气象数据收集
地球同步卫星可以搭载各种气象观测仪器，对地球大气层进行实时监测和数据收集。这些 数据对于气象预报、气候研究等领域具有重要意义。
天气预报
通过对地球同步卫星收集的气象数据进行分析和处理，可以制作出更为准确的天气预报。 这对于人们的日常生活、农业生产、防灾减灾等方面都具有重要作用。
通过本章的学习，学生将了解万有引力的基本概念和定律，掌握天体运动的基本 规律，理解万有引力在天体运动中的应用，为进一步学习航天知识和探索宇宙打 下基础。
学习目标
掌握万有引力定律的内容 和表达式，理解万有引力 定律的适用条件。
了解天体运动的基本规律 ，包括开普勒三定律和牛 顿第二定律在天体运动中 的应用。
任何两个物体之间都存在互相吸引的 力，这种力与两个物体的质量成正比 ，与它们之间的距离的平方成反比。
公式表示为：$F = Gfrac{m_1m_2}{r^2}$，其中$F$是 两物体之间的引力，$G$是万有引力 常数，$m_1$和$m_2$分别是两个物 体的质量，$r$是它们之间的距离。
万有引力常数测定
行星在轨道上运动时，万有引力提供向心力，使得行星能够保持稳定的轨道运动。
2019-2020学年高一下学期人教版物理必修二讲义：第六章 万有引力与航天 6.1行星的运动要点归纳
6.1行星的运动【知识要点梳理】要点一、地心说与日心说要点诠释：1．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．公元2世纪的希腊天文学家托勒密使地心说发展和完善起来，由于地心说能解释一些天文现象，又符合人们的日常经验(例如我们看到太阳从东边升起，从西边落下，就认为太阳在绕地球运动)，同时地心说也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以得到教会的支持，统治和禁锢人们的思想达一千多年之久．2．日心说16世纪，波兰天文学家哥白尼(1473～1543年)根据天文观测的大量资料，经过长达40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心体系”宇宙图景．日心体系学说的基本论点有：(1)宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动．(2)地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动．(3)天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象．(4)与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多．随着人们对天体运动的不断研究，发现地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多．如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了．因此日心说逐渐被越来越多的人所接受，真理最终战胜了谬误．注意：古代的两种学说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进，日心说能更完美地解释天体的运动．以后的观测事实表明，哥白尼日心体系学说有一定的优越性．但是，限于哥白尼时代科学发展的水平，哥白尼学说存在两大缺点：①把太阳当做宇宙的中心．实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心．②沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念．实际上行星轨道是椭圆的，行星的运动也不是匀速的．要点二、开普勒发现行星运动定律的历史过程要点诠释：(1)丹麦天文学家第谷连续20年对行星的位置进行了精确的测量，积累了大量的数据．到1601年他逝世时，这些耗尽了他毕生心血获得的天文资料传给了他的助手德国人开普勒．(2)开普勒通过长时间的观察、记录、思考与计算，逐渐发现哥白尼把所有行星运动都看成是以太阳为圆心的匀速圆周运动似乎简单了一些，因为它与实际观察到的数据有着不小的出入．(3)开普勒承担了准确地确定行星轨道的任务，他仔细研究了第谷对行星位置的观测记录，经过四年多的刻苦计算，所得结果与第谷的观测数据至少有8′的角度误差，那么这不容忽视的8′可能就是人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的．最后开普勒发现行星运行的真实轨道不是圆，而是椭圆，并于1609年发表了两条关于行星运动的定律．(4)开普勒在发表了第一定律和第二定律后，进一步研究了不同行星的运动之间的相互关系，在1619年又发表了行星运动的第三条定律．开普勒提出描述行星运动的规律，使人类的天文学知识提高了一大步，他被称为“创制天空法律者”．要点三、开普勒的行星运动定律要点诠释：(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，太阳处在椭圆的一个焦点上．不同行星椭圆轨道则是不同的．开普勒第一定律说明了行星的运动轨道是椭圆，太阳在此椭圆的一个焦点上，而不是位于椭圆的中心．不同的行星位于不同的椭圆轨道上，而不是位于同一椭圆轨道，再有，不同行星的椭圆轨道一般不在同一平面内．(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相等的面积．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t 2－t 1＝t 4－t 3如，那么S A ＝S B ，由此可见，行星在远日点a 的速率最小，在近日点b 的速率最大．(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它的公转周期的二次方的比值都相等．若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，即32a k T(其中，比值k 是一个与行星无关的常量) 要点四、对行星运动规律的理解要点诠释：(1)开普勒第二定律可以用来确定行星的运行速率．如图所示，如果时间间隔相等，即t 2－t 1＝t 4－t 3，由开普勒第二定律，面积A ＝面积B ，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率就越大．(2)开普勒三定律不仅适用于行星，也适用于其他天体，例如对于木星的所有卫星来说，它们的32a T一定相同，但常量k 的值跟太阳系各行星绕太阳运动的k 值不同．以后将会证明，开普勒恒量k 的值只跟(行星运动时所围绕的)中心天体的质量有关．(3)要注意长轴是指椭圆中过焦点与椭圆相交的线段，半长轴即长轴的一半，注意它和远日点到太阳的距离不同．(4)由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究可以按圆周运动处理，这样开普勒三定律就可以这样理解：①大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速率不变，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，即32R k T =．如绕同一中心天体运动的两颗行星的轨道半径分别为R 1、R 2，公转周期分别为T 1、T 2，则有33122212R R T T =．。
新人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天第1节《行星的运动》参考课件
。2021年3月18日星期四上午8时42分5秒08:42:0521.3.18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月上午8时42分21.3.1808:42March 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年3月18日星期四8时42分5秒08:42:0518 March 2021
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。上午8时42分5秒上午8时42分08:42:0521.3.18
谢谢观看
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内 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．
k是一个与行星无关的常量
R
想一想
木星绕太阳转动的周期为地球绕 太阳转动周期的12倍，则木星绕太阳 运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运 行轨道半长轴的多少倍？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂小结
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）
二、行星运动定律
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）
• 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。2 1.3.1821.3.18Thursday, March 18, 2021
• 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.
高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点
高中物理必修二第六章万有引力与航天一、行星的运动1、 开普勒行星运动三大定律①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
②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相等的面积。
推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。
③第三定律（周期定律）：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。
即： 其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。
推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。
K 取决于中心天体的质量例.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 。
二、万有引力定律1、万有引力定律的建立 ①太阳与行星间引力公式 ②月—地检验③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G 2、万有引力定律①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。
即： ②适用条件（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。
（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。
③运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。
忽略地球自转可得： 例.设地球的质量为M ，赤道半径R ，自转周期T ，则地球赤道上质量为m 的物体所受重力的大小为？（式中G 为万有引力恒量）（2）计算重力加速度地球表面附近（h 《R ） 方法：万有引力≈重力 地球上空距离地心r=R+h 处 方法： 在质量为M ’，半径为R ’的任意天体表面的重力加速度''g 方法：（3）计算天体的质量和密度 利用自身表面的重力加速度： 利用环绕天体的公转： 等等 （注：结合 得到中心天体的密度）32a k T =2Mm F G r =11226.6710/G N m kg -=⨯⋅122m m F G r =2R Mm G mg =2')(h R Mm G mg +=2''''''R m M G mg =mg R Mm G =2r T m r m r v m r Mm G 222224πω===334R M πρ⋅=2R Mm G mg =例.宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度V 0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为V. 已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，求该星球的质量M 。
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和献身精神，培养学生热爱科学、献身科学的精神和勇于创新、
敢于坚持真理、实事求是的科学态度。
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复习提问
1．曲线运动是变速运动吗？ 2．曲线运动中，质点经过曲线上某一点
时的速度方向如何确定？ 3．质点做曲线运动的条件是什么？
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新课
人类对天体运行的认识，起源于托勒密的“地 心说”，
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3开普勒行星运动定律
1．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。
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2．对任意一个行星来说，他与太阳的连线在 相等的时间内扫过相等的面积。
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3．所有行星的轨道半径的半长轴的三次方跟 它的公转周期的平方的比值都相等 .
发现仙后座中有一颗前所未见的“新星”。第谷在一篇论文中首
次发明了“新星”（Nova）一词，并指出，星座一成不变的说
法是错误的。后人为了纪念他，把这颗新星叫做第谷星。
3．第谷对彗星所作的观测，是他取得的又一个成就。此
外，第谷还发现了许多新的现象，如黄赤交角的变化，月球运行
的二均差，以及岁差的测定等。
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动的过程中，其速度随行星与太阳之间距离的变化而 变化，距离小时速度大，距离大时速度小 c.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看做为圆，即可 以认为行星绕太阳做匀速圆周运动 d.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适 用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是 不遵循开普勒定律的
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经哥白尼发展到了“日心说”，
开普勒的“行星运动定律”第一次为天体的运 动立了法。
而完全解决天体运动问题的则是“站在巨人肩 膀上”的牛顿。
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一地心说
古希腊的天文学家和哲学家通过直接的感性认识，认 为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳月亮等各 星体都围绕地球做简单的完美的圆周运动。因为地心 说符合人们的直接经验，如：太阳从东边升起，从西 边落下；同时也符合强大的宗教神学关于地球是宇宙 中心的认识，故地心说一度占据了统治地位。
c.大多数人造地球卫星的轨道，跟月亮绕地球运动的 轨道，都可以近似看做为圆，这些圆的圆心在地心处
d.月亮和人造地球卫星绕地球运动，跟行星绕太阳运 动，遵循相同的规律
ห้องสมุดไป่ตู้
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2关于开普勒定律，下列说法正确的是（abc ） a.开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置
观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论 b.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运
矮行星：成员包括冥王星和谷神星等。
太阳系小天体：围绕太阳运转但不符合行星和 矮行星条件的物体。
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例题
1下列说法中正确的是（abcd）
a.大多数人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球处在这 些椭圆的一个焦点上
b.人造地球卫星在椭圆轨道上运动时速度是不断变化 的；在近地点附近速率大，远地点附近速率小；卫星 与地心的连线，在相等时间内扫过的面积相等
公式中的比例系数k可能与谁有关？
下面课程会知道k与中心天体(太阳)有关
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四太阳系
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四太阳系
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四太阳系
自从冥王星于2006年8月24日被国际天文联会 取消其行星地位，降为“矮行星”后，从此太 阳系由“九大行星”变为“八大行星。
行星：成员包括水星、金星、地球、火星、木 星、土星、天王星和海王星。
代表人物：波兰科学家哥白尼
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三第谷、开普勒的研究
第谷，丹麦天文学家。1546年12月14日生于丹麦斯科（今属瑞 典），卒于1601年10月24日。自幼过继给伯父约尔根·布拉赫为 子，受到良好的教育，曾先后在哥本哈根大学、莱比锡大学、罗 斯托克大学、巴塞尔大学等多所大学求学。第谷是一位杰出的观 测家，但他的宇宙观却是错误的。第谷本人不接受任何地动的思 想。他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运 动。他的体系是属于地心说的。
代表人物：亚里士多德最先提出，古希腊的托勒密加 以完善的
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二日心说
随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航， 因而对行星的运动观测越来越精确.再加上第谷等科学家经过长 期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很 难得出完美的解答.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，哥白尼就开始推 测是不是地球每天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假设地球并不 是宇宙的中心，它与其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动. 这就是“日心说”的模型。日心说认为太阳是宇宙的中心，且太 阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳做简单而完美的圆周 运动。
必修2第六章万有引力与航天
6.1行星的运动
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【教学目标】
一、知识与技能
认识椭圆；了解人类对天体运行的研究历史；理解开普勒三
定律。
二、过程与方法
通过对天体运行研究历史的了解，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。
三、情感态度价值观
通过对天体运行研究历史的了解，感悟科学家对科学的执著
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2开普勒
约翰尼斯·开普勒（德语：Johannes Kepler， 1571年12月27日－1630年11月15日），德国 天文学家、数学家。开普勒是十七世纪科学革 命的关键人物。他最为人知的成就为开普勒定 律，这是稍后天文学家根据他的著作《新天文 学》、《世界的和谐》、《哥白尼天文学概要》 萃取而成的三条定律。这些杰作对艾萨克·牛 顿影响极大，启发牛顿后来想出牛顿万有引力 定律。
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1第谷科学成就
1．第谷对天文学的重大贡献在于他通过长期观测积累的有关行 星运行的大量数据资料，成为那个时代罕见的天文观测家，获得 “星学之王”的美称。1582年，在教皇格里高里十三世主持下， 完成了对基督世界延用了一千多年的儒略历的改历工作，颁行了 格里高里历。
2．1572年11月11日夜间，第谷仰望繁星闪烁的天空，突然
3地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之 间的距离随季节变化。冬至这天地球离太阳最近，夏 至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小 的说法中，正确的是 （ b ）