物理人教版（2019）必修第二册7.1 行星的运动 （共30张ppt）

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首先要突出说明的是选题的现实价值，每一个研究的目的都是为了指导现实生活，一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题；其次再写课题的理论和学术价值。
7.1 行星的运动
第七章 万有引力与宇宙航天
导 入
浩瀚神秘的星空，蕴藏着一个又一个令人无法理解的存在。我们生活在这一个个秘密当中。
古时候人们认为是神在掌控这一切，经过一代代人的努力，人们用物理“夺取”了部分神的权利，例如解释了天体的运动。
地心说
01
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。
浑天仪
　 认为天是一个圆球，地则位于这个圆球的中间。天在不停地旋转，日月星辰随天运转，转到地平线之下就看不见了，这种见解比盖天说更合理地解释了天体的出没。
自古以来，人们就观察到日出日落：
由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，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。这就是地心说。
我们在地球上观察到的火星轨迹是这样的
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，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。
哥白尼：认为太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳运动
日心说
02
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”。哥白尼以及日心说，建立了全新的模型，问题一下变得简单。日心说开启了现代天文学的时代。解放后的天文学家，在新的模型的基础上展开工作，让整个天文学都获得了长足的进步。
“日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。 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。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
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10ˊ，第谷把这个不确定性减小到2ˊ。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。
第谷·布拉赫（1546-1601）
丹麦天文学家和占星学家
“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。
德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及数据，他得到的结果与第谷的观察数据相差8ˊ，而当时第谷公认的误差为2ˊ。开普勒经过20年的研究和四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，并总结为行星运动三大定律。
德国天文学家、数学家与占星家
开普勒三定律
03
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。
说明：
1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。
2.不同行星轨道不同，但所有轨道的有一个焦点重合。
开普勒第一定律
开普勒第一定律也常说成轨道定律
对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
说明：
同一行星在近日点速率大于远日点速率。
开普勒第二定律
开普勒第二定律也常说成面积定律
M
N
R1
R2
春夏两季（186天）比秋冬两季（179天）要长。
你认为春夏两季的时间长还是秋冬两季的时间长？
练一练
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟谁有关吗 行星？太阳？
开普勒第三定律
开普勒第三定律也常说成周期定律
3、中心天体相同的系统里k值是相同的，中心天体不同的系统里k值不同。
1、第三定律不仅适用于行星绕太阳转，也适用于卫星绕行星转。对于同一个行星的不同卫星，它们也符合 ， 与k是不同量。
2、所有行星绕太阳运行时都符合 。例如：地球和木星都绕太阳运动，则有：
注 意：
太阳系中行星
所有绕恒星运动的行星
绕地球运动的卫星
典例
04
1．下列说法正确的是（　　）
A．由开普勒第一定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨迹都是正圆，太阳处于圆心处
B．平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角等于此时速度与水平方向的夹角
C．物体在变力作用下可能做曲线运动
D．合运动的速度一定大于两个分运动的速度
C
2．如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　）
A．太阳位于地球运行轨道的中心
B．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
C．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
D．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
C
3．如图所示，某卫星绕一行星沿椭圆轨道逆时针运动．图示中bd为长轴，S1、S2两个面积大小相等．则在一个运行周期内（　　）
A．行星可以不在椭圆的焦点上
B．从b到d卫星的动能先减小后增大
C．卫星从d到a的运行时间等于从b到c的运行时间
D．卫星在a点的加速度小于在c点的加速度
C
4．如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的是（　　）
A．夏至时地球公转的速度最大
B．冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小
C．从冬至到春分的时间大于地球公转周期的四分之一
D．从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间
B
检 测
05
1．如图所示，三个质点a、b、c质量分别为 、 、M（ ， ）。在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿顺时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比 从图示位置开始，在b运动一周的过程中，则（　　）
A．角速度大小之比为9：1
B．a、b、c共线的次数为53次
C．a、b距离最近的次数为27次
D．a、b距离最远的次数为26次
由于b转动一周，a转动27周，则a、b距离最远和最近各26次，即共线52次
2．木星周围的一些卫星围绕木星公转，其轨道可近似看成圆轨道，T和R是卫星圆周运动的周期和轨道半径。 和 为其中某一颗卫星的周期和轨道半径。可以预计，根据观测数据绘制的图像应该是下列图中的（　　）
A
B
C
D
B
3．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年。已知哈雷彗星轨道半长轴约为 （地球和太阳之间的距离为 ）。预计哈雷彗星下次回归将在（　　）
A．2023年 B．2049年 C．2061年 D．2081年
C
4．如图所示为火星绕太阳运动的椭圆轨道，M、N、P是火星依次经过的三位置，F1、F2为椭圆的两个焦点。火星由M到N和由N到P的过程中，通过的路程相等，火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S1和S2。已知由M→N→P过程中，火星速率逐渐减小。下列判断正确的是（　　）
A．太阳位于焦点F2处
B．S1C．在M和N处，火星的角速度
D．在N和P处，火星的加速度
B
感谢各位老师的观看
THANKS