人教版（2019）必修 第二册7.1行星的运动 课件（23张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修 第二册7.1行星的运动 课件（23张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-23 16:16:20 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
行星的运动
不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？
一、地心说(Geocentric Universe)
基本观点：
1.地球是球体；
2.地球是静止不动的，且处于宇宙的中心；
3.所有日月星辰都围绕地球做匀速圆周转动。
古希腊——托勒密
符合人们的直接经验
随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。 波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。
2、日心说(heliocentric theory)
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。
哥白尼——波兰
■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（1546-1601）进行的。
仙后座的新星爆发
仙后座的新星爆发
■开普勒的天文学观测
开普勒（1571—1630）德国
德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文物理学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得数据与观测数据有偏差（8 ），是计算错误还是观测有问题？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。
日心说最终战胜了地心说
第谷（丹麦）
二十年的精心观测
星体做匀速圆周运动
结论:认为行星轨道为椭圆
十年多的刻苦计算
否定19种假设
行星运动的规律
人物 基本观点
托勒密（公元90—168）希腊 地心说
哥白尼（公元1473—1574）波兰 日心说
第谷（公元1546—1601）丹麦 将观察误差从10′缩小到2′
开普勒（1571—1630）德国 得出天体运动的三个定律
行星的运动观点发展历史一览
开普勒三定律
１．开普勒第一定律：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．
F
F
２．开普勒第二定律：对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等．
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
哈雷彗星
下一次今日点为2061年7月28日
３．开普勒第三定律：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．
R
F
F
地球
比值k是与行星无关而只与太阳有关的恒量．
八大行星的运行轨道数据表
既然八大行星的运行轨道是椭圆，那么为什么第谷观测的数据和开普勒圆轨道计算的结果仅有8′的差距呢？
不同比例尺下八大行星的运行轨道示意图
实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？
开普勒第一定律
行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
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
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。
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．
开普勒第二定律
对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等．
开普勒第三定律
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．
适用
开普勒定律适用于卫星吗？
例1.木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨道半长轴约为地球绕太阳半长轴的几倍
水星： 87.70 天 金星： 224.701天 地球： 1.0年 火星： 686.98天 木星： 11.8年 土星： 29.5年 天王星： 84.0年 海王星： 164.8年
例2：请问火星上的一年比
地球长还是短？
例2：请问火星上的一年比地球长还是短？
水星： 87.70 天 金星： 224.701天 地球： 1.0年 火星： 686.98天 木星： 11.8年 土星： 29.5年 天王星： 84.0年
海王星： 164.8年
例3：
神舟六号沿半径为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，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为r，求飞船由A点到B点所需的时间。
R
r
A
B
例4：屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属？列星安陈？”的旷世之问，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。如图，与火星相比，地球距离太阳更近，火星绕太阳做圆周运动的周期约为地球的1.9倍。“天问一号”探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发。则由以上信息可得
1、火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的几倍？
2、地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为多少年？
1.5倍，2.1年
行星的运动
不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？
一、地心说(Geocentric Universe)
基本观点：
1.地球是球体；
2.地球是静止不动的，且处于宇宙的中心；
3.所有日月星辰都围绕地球做匀速圆周转动。
古希腊——托勒密
符合人们的直接经验
随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。 波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。
2、日心说(heliocentric theory)
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。
哥白尼——波兰
■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（1546-1601）进行的。
仙后座的新星爆发
仙后座的新星爆发
■开普勒的天文学观测
开普勒（1571—1630）德国
德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文物理学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得数据与观测数据有偏差（8 ），是计算错误还是观测有问题？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。
日心说最终战胜了地心说
第谷（丹麦）
二十年的精心观测
星体做匀速圆周运动
结论:认为行星轨道为椭圆
十年多的刻苦计算
否定19种假设
行星运动的规律
人物 基本观点
托勒密（公元90—168）希腊 地心说
哥白尼（公元1473—1574）波兰 日心说
第谷（公元1546—1601）丹麦 将观察误差从10′缩小到2′
开普勒（1571—1630）德国 得出天体运动的三个定律
行星的运动观点发展历史一览
开普勒三定律
１．开普勒第一定律：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．
F
F
２．开普勒第二定律：对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等．
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
哈雷彗星
下一次今日点为2061年7月28日
３．开普勒第三定律：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．
R
F
F
地球
比值k是与行星无关而只与太阳有关的恒量．
八大行星的运行轨道数据表
既然八大行星的运行轨道是椭圆，那么为什么第谷观测的数据和开普勒圆轨道计算的结果仅有8′的差距呢？
不同比例尺下八大行星的运行轨道示意图
实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？
开普勒第一定律
行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
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
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。
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．
开普勒第二定律
对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过的面积相等．
开普勒第三定律
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．
适用
开普勒定律适用于卫星吗？
例1.木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨道半长轴约为地球绕太阳半长轴的几倍
水星： 87.70 天 金星： 224.701天 地球： 1.0年 火星： 686.98天 木星： 11.8年 土星： 29.5年 天王星： 84.0年 海王星： 164.8年
例2：请问火星上的一年比
地球长还是短？
例2：请问火星上的一年比地球长还是短？
水星： 87.70 天 金星： 224.701天 地球： 1.0年 火星： 686.98天 木星： 11.8年 土星： 29.5年 天王星： 84.0年
海王星： 164.8年
例3：
神舟六号沿半径为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，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为r，求飞船由A点到B点所需的时间。
R
r
A
B
例4：屈原在长诗《天问》中发出了“日月安属？列星安陈？”的旷世之问，这也是中国首次火星探测工程“天问一号”名字的来源。如图，与火星相比，地球距离太阳更近，火星绕太阳做圆周运动的周期约为地球的1.9倍。“天问一号”探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星会合之前的几个月、火星相对于太阳的位置领先于地球特定角度的时候出发。则由以上信息可得
1、火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的几倍？
2、地球和火星从第1次会合到再次会合的时间约为多少年？
1.5倍，2.1年