行星的运动PPT教学课件

运行的轨道半长轴为3.82×108 m，周期
为27.3天， 则对于绕太阳运行的行星，
R3/T2的值为
m3/s2;对于绕地球运
动的物体， R3/T2值为 m3/s2 。
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②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：
R3 T2

K
'
③月球人造卫星以及其他行星的卫星不是绕太阳运 动，它们和行星的运动比较，就有：
一、行星的运动
太阳系主要成员——太阳和其八大行星： 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王1 星
美丽的家园——地球
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木星
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壮观的太阳日冕
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我们的银河系
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我国自行开发研 究并成功飞行的 载人飞船“神州 号”。
我国宇航员乘着 飞船遨游太空！
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航天飞机发射瞬间
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让我们开始学习、探索 天体运行的奥秘吧！
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一、行星的运动 首先，我们来了解对太阳、行星运动的
认识过程。
在古代，人们对于天体的运动存在着 地心说和日心说两种对立的看法。
“地心说”和“日心说”的发展过程
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1、地心说
(1).内容:认为地球是静止不动的，地球是宇宙的 中心，太阳和月亮以及其他行星绕地球转动。
(2).代表人物：托勒密 (3).地心说为什么统治了人们很长时间?
典例5．宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动， 若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 （ ）
A．3年 B．9年 C．27年 D．81年
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典例6.把月球及绕地球的同步卫星看作绕地 球做匀速圆周运动，试计算一下月球与同 步卫星到地球球心的距离比。
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典例7.飞船沿半径为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， 从而使飞船沿以地心为焦点的椭圆轨道运 动，椭圆和地球表面在B处相切，如图，如 果地球半径为R0，则飞船由A点到B点所需 要的时间是多少？
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• 以上两种观点正确吗？
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二.天文学家对天体运动进一步的研究
其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完 善，建立了最初的天体运动理论。
(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.
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(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。
a3 T2
k
①行星绕太阳运动都符合： 对于地球和木星，就有：
R地3 R木3 k T地 2 T木 2
注意： 比值k是一个与行星本身无关的物理 19
典例4、地球绕太阳运行的轨道半长轴为
1.50×1011m,周期为365天；月球绕地球
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所以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，就是变速椭圆运动作为匀速圆周运动 处理，对应的半长轴即为圆的半径。
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，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。
对行星的运动很难得出完满的解答,所描述的行星运动
也很复杂.
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2、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.
(4).代表人物：哥白尼
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(5)哥白尼日心说的进步:行星运动的描述简单了，地 心说遇到的问题解决了 (6)哥白尼日心说为什么在发表一个世纪中完全被人们 所忽视 ? (1)在他的著作中，“日心说”只是一个“假设” (2)当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中. (3)在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据 这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的 观测结果相符合，
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（4）意义：开普勒关于行星运动的描述为万 有引力定律的发现奠定了基础。
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四、高中阶段对行星运动的近似化研究
虽然，行星的运动是椭圆轨道，运动速ຫໍສະໝຸດ Baidu大小不断的 变化，但实际上，多数大行星的轨道与圆十分接近， 所以在中学阶段的研究中能够按圆处理，所以
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
三.开普勒行星运动定律
(1).开普勒第一定律 （轨道定律）
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太 阳处在椭圆的一个焦点上。
F
F
太阳 R
①开普勒第一定律，解决了行星动行的轨道问题，得出了行星运动的轨道不是圆，行 星与太阳的距离不断的变化，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以行星的运动就不是 哥白尼在“日心说”中所提出的行星的运动是圆周运动。
符合人们的日常经验，也符合宗教神学关于 地球是宇宙中心的说法.
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(4)托勒密的“地心说”模型 存在的问题
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.
②可以推证，当行星离太阳比较近时，运动速度比较快，而离太阳比较远时速度比较 慢，这也就是在地理中所提到的，在近日点速度大于远日点速度。
注意：1、太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。
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2、不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。
(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。
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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
第谷的观察数据相差8/，而
当时第谷公认的误差位2/,
开普勒想,这8/可能就是认
为行星绕太阳匀速圆周运
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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