3.1行星的运动课件-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册(共31张PPT)

(共31张PPT)
3.1 行星的运动
一、中国古代天文学
黄道
天圆地方
1.柏拉图学派
柏拉图的学生欧多克斯(前409-前355)和亚里士多德(前384—前322)提出了同心球层模型。
“地心说”模型
1. 地球为中心
2. 完美的圆周运动
二、古希腊天文学
2.“本轮-均轮”模型
阿波罗尼（约前247—前205）提出了“本轮—均轮”结构模型。
3. 托勒密
“地心说”体系最终由希腊晚期的托勒密（约90—168）发展和完善：为了解释更多的观测数据，托勒密使用了偏心轮和偏心匀速点。
80个轮
尼古拉·哥白尼
哥白尼1473年出生于波兰，1496年到文艺复兴的意大利留学，对托勒密体系产生了质疑。
1.地球仅是月球轨道中心,并不是宇宙的中心.
2.地球和别的行星一样绕太阳运转.
3.地球一昼夜绕地轴自转一周,一年绕太阳公转一周.
二、文艺复兴的新天文学
宇宙的规律是和谐的,应该坚持匀速圆周运动.
“日心说”模型
1542年,临终前出版
哥白尼的学说从根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，科学的发展从此便大踏步前进!
乔尔丹诺·布鲁诺（1548—1600）
被罗马教会执行火刑
伽利略（1564-1642)
出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》
多次被教会“悔过”, 晚年在软禁中度过余生
“哥白尼革命”
2. 第谷·布拉赫 (1546-1601)
丹麦天文学家第谷在小岛上修建了一座完善的天文台，测量精度较前人提高了几十倍至上百倍，在21年的观测中，各行星角位置的误差仅为2’。
第谷使用的天文仪器
第谷的墙壁象限仪
后搬至布拉格, 并招募开普勒为助手。
3. 开普勒 (1571-1630)
德国人开普勒是一个深受毕达哥拉斯和柏拉图影响的数学家，他以数学的和谐来探索宇宙体系。
用正圆编制火星的运行表，跟第谷的观测数据不符，即使改用偏心圆,仍然存在8’的误差。
数据错误
理论错误
摒弃圆轨道假设
采用椭圆
本轮-均轮 + 偏心匀速点
偏心圆模型 vs 椭圆模型
实事求是
尊重数据
发现真理
行星绕日运动的轨道是椭圆
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。（椭圆轨道定律）
椭圆的参数方程
II. 行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积。（面积定律）
S1
S2
发表于1609年《新天文学》
思考: 根据开普勒定律, 行星绕太阳的运动在近日点速率大, 还是在远日点速率大 为什么
远日点
近日点
各行星运动的轨道和周期，有没有统一的规律可循？
III. 行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。 （周期定律）
历时10年,开普勒终于在1619年得出
太阳系行星运动的轨道数据
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。（椭圆轨道定律）
行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积。（面积定律）
行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。 （周期定律）
三、开普勒行星运动规律
解：
根据开普勒第三定律，得：
得
所以， 哈雷彗星下次出现的时间是2062年。
课堂小结
古代天文学: 从毕达哥拉斯、柏拉图等、到托勒密, 建立和发展了“地心说”理论。
文艺复兴的新天文学: 由哥白尼提出“日心说”, 经伽利略、第谷和开普勒等巩固了“日心说”的地位。
开普勒行星运动定律: 开创性地用椭圆取代正圆,建立了行星运动的正确理论。因此,开普勒被称为“天空的立法者”,为牛顿建立万有引力理论奠定了坚实的基础。
1．日心说被人们接受的原因是(　　)
A．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题
B．以太阳为中心来研究天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了
C．地球是围绕太阳运转的
D．太阳总是从东边升起，从西边落下
答案: B　[日心说的观点主要是以太阳为参考系来研究其他行星的运动，这样其他行星的运动形式变得简单，便于描述和研究，而地心说是以地球为参考系，来研究太阳及其他星体的运动，运动形式非常复杂，不便于描述和研究，故B选项正确．]
2．(多选)关于行星绕太阳运动，根据开普勒第三定律，下列说法中正确的有(　　)
A．k是一个仅与中心天体有关的常量
B．T表示行星的公转周期
C．若地球绕太阳运转的半长轴为a1，周期为T1，月亮绕地球运转的半长轴为a2，周期为T2，由开普勒第三定律可得a13/T12＝a23/T22
D．离太阳越近的行星的运动周期越短
答案: ABD　[开普勒第三定律中k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确. 开普勒第三定律中，T表示行星的公转周期，故B正确. 地球与月亮公转时的环绕的中心天体不同，所以a13/T12≠a23/T22 ，故C错误．根据开普勒第三定律中的公式可知，离太阳越近的行星的运动周期越短，故D正确．]
3．根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有[ ]
A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上
B．卫星离地球越远，速率越小
C．卫星离地球越远，周期越大
D．同一卫星绕不同的行星运行，R3/T2的值都相同
答案: ABC　[根据开普勒一二三定律, 分别可知ABC正确．绕不同的行星运行, 中心天体不同, 比值k值不同, 所以D错误.]
谢 谢