2021-7.1行星的运动课件 （28张PPT）
文档属性
| 名称 | 2021-7.1行星的运动课件 （28张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 15:37:02 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
7.1 行星的运动
火星上的日出美景
天文艺术家利用电脑软件和有关数据创作了这幅图片，图中显示的是“火星大峡谷”的3D外形结构，有人认为“火星大峡谷”是由冰川或水流腐蚀形成。
中国古人对天体运动的看法及发展过程
中国古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
盖天说（ “天圆地方” －孔方兄）
张衡
浑天说（东汉）
东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。
托勒密：地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。
1、地心说(Geocentric Universe)
地心说确实可以解释和预言大量的天文现象，但是随着新的天文观测事实的出现，原有的模型无法解释，就需要修正。
我们在地球上观察到的火星轨迹是这样的：
哥白尼：太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
只有月球环绕地球运行。
2、日心说(Geocentric Universe)
“日心说”的传播
（意大利哲学家布鲁诺因维护“日心说”被教会烧死）
1592年罗马鲜花广场 布鲁诺为真理献身
伽利略
因赞成“日心说”伽利略受到教廷的审判
第谷的天文学观测
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
仙后座的新星爆发
以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差。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。
开普勒的天文学观测
都认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。
开普勒的研究过程：
探究：
行星绕太阳运动的轨道是什么形状？
地球
思考：如果是圆，秋冬时间与春夏时间应该相等，实际上不等。
假设运动轨迹为椭圆，能解释秋冬时间为什么比春夏时间短。
90天
88天
93天
94天
轨道定律
开普勒第一定律
行星轨道
太阳
焦点
地球
火星
土星
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。
不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道不同，但太阳处在所有椭圆轨道的一个共同焦点上。
图钉
图钉
F1
F2
P
O
A
B
C
D
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（SA=AB）。
开普勒第一定律
在近日点和远日点，谁的速率比较大？
面积定律
C
太阳
半长轴a
半短轴
A
B
行星
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。
开普勒第一定律
周期定律
k值由什么决定？
比值k的大小与中心天体有关，对于同一个中心天体（比如太阳系）k值是相同的。
开普勒运动定律的适用范围？
开普勒运动定律虽然是研究太阳系得出的结论，但事实证明它他对具有中心天体的引力系统（如行星-卫星系统）和双星系统都成立。
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
八大行星轨道数据表
（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
现阶段的近似处理方法：
（2）行星做匀速圆周运动；
（3）所有行星轨道半径 r 的三次方与它公转周期 T 的二次方的比值都相等，即
1. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（这只是个粗略的说 法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。）已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？
练习与应用
教材第48页
根据开普勒第三定律有：
2. 开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球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？
练习与应用
教材第48页
根据开普勒第二定律有：
人造地球卫星在近地点A的速度比较大。
3. 在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？
练习与应用
教材第48页
这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力( 力与运动的关系)。
平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动，而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力。
例如，研究物体在光滑斜面上下滑时，是根据受力情况来推测物体的运动；
研究物体在水平圆盘上随盘匀速转动时，是根据物体做匀速圆周运动来推测其所受静摩擦力的方向(牛顿第二定律的应用)。
4. 对于这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？
练习与应用
教材第48页
由于天体的尺寸之大，使得天体运动是无法在实验室中重现的，而第谷的长期精确观测记录的数据为人们揭示天体的运动规律奠定了基础，第谷的数据和开普勒的数据几何化，终于清晰地呈现了行星运动的规律。在科学探究中实验、观察、分析、逻辑推理等都是得出规律的要素。
这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律。
2、关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）
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
ABC
4、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小( )
A . 只与恒星的质量有关
B. 与恒星的质量及行星的的质量有关
C. 只与行星的质量有关
D. 与恒星的质量及行星的的速度有关
小结： R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是k值不同，k与行星或卫星无关，仅与中心天体有关。
A
7.如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为( )
28
C
7.1 行星的运动
火星上的日出美景
天文艺术家利用电脑软件和有关数据创作了这幅图片，图中显示的是“火星大峡谷”的3D外形结构，有人认为“火星大峡谷”是由冰川或水流腐蚀形成。
中国古人对天体运动的看法及发展过程
中国古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
盖天说（ “天圆地方” －孔方兄）
张衡
浑天说（东汉）
东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。
托勒密：地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。
1、地心说(Geocentric Universe)
地心说确实可以解释和预言大量的天文现象，但是随着新的天文观测事实的出现，原有的模型无法解释，就需要修正。
我们在地球上观察到的火星轨迹是这样的：
哥白尼：太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
只有月球环绕地球运行。
2、日心说(Geocentric Universe)
“日心说”的传播
（意大利哲学家布鲁诺因维护“日心说”被教会烧死）
1592年罗马鲜花广场 布鲁诺为真理献身
伽利略
因赞成“日心说”伽利略受到教廷的审判
第谷的天文学观测
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
仙后座的新星爆发
以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差。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。
开普勒的天文学观测
都认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。
开普勒的研究过程：
探究：
行星绕太阳运动的轨道是什么形状？
地球
思考：如果是圆，秋冬时间与春夏时间应该相等，实际上不等。
假设运动轨迹为椭圆，能解释秋冬时间为什么比春夏时间短。
90天
88天
93天
94天
轨道定律
开普勒第一定律
行星轨道
太阳
焦点
地球
火星
土星
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。
不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道不同，但太阳处在所有椭圆轨道的一个共同焦点上。
图钉
图钉
F1
F2
P
O
A
B
C
D
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（SA=AB）。
开普勒第一定律
在近日点和远日点，谁的速率比较大？
面积定律
C
太阳
半长轴a
半短轴
A
B
行星
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。
开普勒第一定律
周期定律
k值由什么决定？
比值k的大小与中心天体有关，对于同一个中心天体（比如太阳系）k值是相同的。
开普勒运动定律的适用范围？
开普勒运动定律虽然是研究太阳系得出的结论，但事实证明它他对具有中心天体的引力系统（如行星-卫星系统）和双星系统都成立。
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
八大行星轨道数据表
（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
现阶段的近似处理方法：
（2）行星做匀速圆周运动；
（3）所有行星轨道半径 r 的三次方与它公转周期 T 的二次方的比值都相等，即
1. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（这只是个粗略的说 法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。）已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？
练习与应用
教材第48页
根据开普勒第三定律有：
2. 开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球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？
练习与应用
教材第48页
根据开普勒第二定律有：
人造地球卫星在近地点A的速度比较大。
3. 在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？
练习与应用
教材第48页
这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力( 力与运动的关系)。
平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动，而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力。
例如，研究物体在光滑斜面上下滑时，是根据受力情况来推测物体的运动；
研究物体在水平圆盘上随盘匀速转动时，是根据物体做匀速圆周运动来推测其所受静摩擦力的方向(牛顿第二定律的应用)。
4. 对于这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？
练习与应用
教材第48页
由于天体的尺寸之大，使得天体运动是无法在实验室中重现的，而第谷的长期精确观测记录的数据为人们揭示天体的运动规律奠定了基础，第谷的数据和开普勒的数据几何化，终于清晰地呈现了行星运动的规律。在科学探究中实验、观察、分析、逻辑推理等都是得出规律的要素。
这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律。
2、关于开普勒定律，下列说法正确的是（ ）
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
ABC
4、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小( )
A . 只与恒星的质量有关
B. 与恒星的质量及行星的的质量有关
C. 只与行星的质量有关
D. 与恒星的质量及行星的的速度有关
小结： R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是k值不同，k与行星或卫星无关，仅与中心天体有关。
A
7.如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为( )
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C