物理人教版（2019）必修第二册7.1行星的运动（共17张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册7.1行星的运动（共17张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-11 07:12:58 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
高中物理必修二 第七章 万有引力与宇宙航行
7.1 行星的运动
一 人类对行星运动规律的认识
阅读教材“科学漫步”，关于托勒密的地心说的观点，思考下列问题：
(1)地心说的基本观点是什么？它是怎样解释天体运动的？
(2)托勒密模型为什么能流传1000多年？
(3)地心说和日心说有什么局限性？
二、开普勒行星运动定律
思考讨论：
我们生活的地球自转的同时还绕太阳公转，从而造成四季变换，如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。
太阳是否在轨道中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相等？
二、开普勒行星运动定律
1、开普勒第一定律：
所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
焦点
太阳
焦点
●
二、开普勒行星运动定律
2、开普勒第二定律：
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相等的面积。
远处速度慢
近处速度快
秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。
二、开普勒行星运动定律
3、开普勒第三定律：
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
行星/卫星 半长轴（106km） 周期（天） K（m /s ）
水星 57 87.97
金星 108 225
地球 149 365
火星 228 687
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2870 30660
海王星 4498 60148
月球 0.3844 27.3
同步卫星 0.0424 1
土卫六 3.5610 79.33
土卫七 1.4810 23.3
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.37×10^18
3.37×10^18
1.03×10^13
1.03×10^13
9.6×10^14
9.6×10^14
二、开普勒行星运动定律
K值与环绕天体无关，只与中心天体（质量）有关
（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由中心天体所决定的另一恒量。
（2）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律。
二、开普勒行星运动定律
(3)由开普勒第二定律可判定行星(或卫星)运行离中心天体越近，速度越大；行星(或卫星)运动离中心天体越远，速度越小。
(4)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。
例1 “天问一号”成功被火星捕获，成为火星的人造卫星。这也拉开了我国探索火星的序幕。结合开普勒行星运动定律，判断下列对火星的说法正确的是( )
A.太阳位于火星运行轨道的中心
B.火星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星和地球公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方
D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
解析 太阳位于火星运行椭圆轨道的一个焦点上，故A项错误；由于火星沿椭圆轨道绕太阳运行，火星绕太阳运行的速度大小在变化，故B项错误；根据开普勒第三定律可知，火星与地球公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故C项正确；相等时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积，故D项错误。
C
二、开普勒行星运动定律
三 开普勒定律的应用
三 开普勒定律的应用
B
例3、 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1
C
三 开普勒定律的应用
课堂练习
1、自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意，人类用智慧的头脑不断地探索星体运动的奥秘。下列对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是( )
A.人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心
B.人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心
C.人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
D.开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论
D
课堂练习
BD
课堂练习
AC
课堂练习
4、地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
(1)若这颗彗星在近日点的线速度大小为v1，在远日点的线速度大小为v2，试比较v1与v2的大小；
(2)这颗彗星最近出现的时间是1986年，它下次飞近地球大约是哪一年？
解析 (1)由开普勒第二定律知v1>v2。
即下次飞近地球大约为(1986＋76)年＝2062年。
课堂练习
高中物理必修二 第七章 万有引力与宇宙航行
7.1 行星的运动
一 人类对行星运动规律的认识
阅读教材“科学漫步”，关于托勒密的地心说的观点，思考下列问题：
(1)地心说的基本观点是什么？它是怎样解释天体运动的？
(2)托勒密模型为什么能流传1000多年？
(3)地心说和日心说有什么局限性？
二、开普勒行星运动定律
思考讨论：
我们生活的地球自转的同时还绕太阳公转，从而造成四季变换，如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。
太阳是否在轨道中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相等？
二、开普勒行星运动定律
1、开普勒第一定律：
所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
焦点
太阳
焦点
●
二、开普勒行星运动定律
2、开普勒第二定律：
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相等的面积。
远处速度慢
近处速度快
秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。
二、开普勒行星运动定律
3、开普勒第三定律：
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
行星/卫星 半长轴（106km） 周期（天） K（m /s ）
水星 57 87.97
金星 108 225
地球 149 365
火星 228 687
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2870 30660
海王星 4498 60148
月球 0.3844 27.3
同步卫星 0.0424 1
土卫六 3.5610 79.33
土卫七 1.4810 23.3
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.37×10^18
3.37×10^18
1.03×10^13
1.03×10^13
9.6×10^14
9.6×10^14
二、开普勒行星运动定律
K值与环绕天体无关，只与中心天体（质量）有关
（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由中心天体所决定的另一恒量。
（2）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律。
二、开普勒行星运动定律
(3)由开普勒第二定律可判定行星(或卫星)运行离中心天体越近，速度越大；行星(或卫星)运动离中心天体越远，速度越小。
(4)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。
例1 “天问一号”成功被火星捕获，成为火星的人造卫星。这也拉开了我国探索火星的序幕。结合开普勒行星运动定律，判断下列对火星的说法正确的是( )
A.太阳位于火星运行轨道的中心
B.火星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星和地球公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方
D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
解析 太阳位于火星运行椭圆轨道的一个焦点上，故A项错误；由于火星沿椭圆轨道绕太阳运行，火星绕太阳运行的速度大小在变化，故B项错误；根据开普勒第三定律可知，火星与地球公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故C项正确；相等时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于地球与太阳连线扫过的面积，故D项错误。
C
二、开普勒行星运动定律
三 开普勒定律的应用
三 开普勒定律的应用
B
例3、 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1
C
三 开普勒定律的应用
课堂练习
1、自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意，人类用智慧的头脑不断地探索星体运动的奥秘。下列对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是( )
A.人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心
B.人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心
C.人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
D.开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论
D
课堂练习
BD
课堂练习
AC
课堂练习
4、地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。
(1)若这颗彗星在近日点的线速度大小为v1，在远日点的线速度大小为v2，试比较v1与v2的大小；
(2)这颗彗星最近出现的时间是1986年，它下次飞近地球大约是哪一年？
解析 (1)由开普勒第二定律知v1>v2。
即下次飞近地球大约为(1986＋76)年＝2062年。
课堂练习