教科版物理必修二第三章 天体运动（共35张PPT）
文档属性
| 名称 | 教科版物理必修二第三章 天体运动（共35张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-16 21:30:16 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第1节 天体运动
仪征市第二中学
1.了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程。
2.知道开普勒行星运动三定律，会利用第三定律计算,了解开普勒第三定律中的k值的大小只与中心天体有关。
3.感受科学家们在探索未知世界过程中的科学态度和科学精神。
宇宙的起源:
目前学术界影响较大的是“大爆炸宇宙论”
“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白，但是人类至今还不能确定范围，也无法验证把宇宙压缩在一个极小空间内的假设，这还只是一种猜想。
对于宇宙，人类的认识是有限的，还有许多是未知的。那么，人类是如何开始认识宇宙的呢？
古人是如何认识宇宙的呢？
（1）“天圆地方”说：
（2）“浑天”说：
（3）地心说：
（4）日心说：
古人对地球的认识
古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天地相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
天圆地方
中国古人的 “天圆地方”说。
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。
古人对地球的认识：
浑天说
托 勒 密（古希腊）
⑴代表人物：
古希腊学者托勒密
⑶基本论点：
①地球是宇宙的中心，是静止不动的。
②太阳、月亮及其他行星都绕地球运动，并且作匀速圆周运动。
⑷特点：
①符合当时人们的日常生活经验。
②符合宗教神学的教义。
⑵代表作：
《天文学大成》
一、认识天体运动规律：地心说
托勒密
如果地心说成立：
1.太阳绕地球转一圈的时间为24小时。
2.每天的日照时间一样，不会有一年四季之分。
地心说模型
哥 白 尼(波兰）
⑴代表人物：
波兰天文学家哥白尼
⑶基本论点：
①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、神秘的、原始的见解，上升到近代的、比较客观合理的观点。
⑵代表作：
《天球运行论》
一、认识天体运动规律：日心说
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太阳只是太阳系的中心天体，并不是宇宙的中心。
2.日心说认为行星运行的轨道是圆，其实是椭圆。
那么，天体运动到底遵循什么样的运动规律呢？
第谷把全身心都投入到行星位置的测量中。经过20多年的观测，获得了大量的精确数据资料。但是，他用圆形轨道进行验证，没有得到理想的结果。
第 谷
（丹麦1546---1601）
第谷去世后，他的学生开普勒继续对他的观测的数据资料进行研究，发现行星运动的轨道是椭圆，最终总结得出了开普勒行星运动三定律。被人们誉为“天空的立法者”。
开普勒
（德国人1571---1630）
一、恒星：
恒星是由非固态、液态、气态的第四态等离子体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。由于恒星离我们太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体，我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。
二、行星
行星通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。
三、卫星
卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
补充：椭圆
图钉
图钉
F1
F2
P
O
A
B
C
D
OA=OB-----半长轴
OC=OD------半短轴
F1和F 2
为焦点
F1 F 2
为焦距
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
说明：
1.不同的行星，轨道不同，半长轴不同。
2.对不同的行星，太阳总在他们的焦点上。
八大行星是太阳系的八个行星，按照离太阳的距离从近到远，它们依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
八大行星
太阳系模型：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
说明：
1.不同的行星，轨道不同，半长轴不同。
2.对不同的行星，太阳总在他们的焦点上。
(轨道定律)
对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.
第二定律：
则
请比较近日点和远日点地球的速度大小,
并求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？
思考：
M
N
R1
R2
V1
V2
地球
太阳
V1tR1/2=V2tR2/2
V1>V2
V1:V2=R2:R1
初中所学：机械能守恒分析
近日点
远日点
即：V1R1=V2R2
对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.
第二定律：
则
(速度定律)
V近>V远
所有行星的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
第三定律：
C
太阳
半长轴a
半短轴b
A
B
行星
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
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
动手计算后，你得到了什么？
所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等
K值与环绕天体无关，与中心天体有关
所有行星的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
第三定律：
注意：比值k是一个对所有行星都相同的常量，与行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有关的恒量。
C
太阳
半长轴a
半短轴b
A
B
行星
（周期定律）
课后思考：
请用我们所学到的开普勒三个行星运动定律比较月球绕地球的运动与地球绕太阳的运动是有哪些不一样？
在中学阶段，在定量计算时，我们将椭圆轨道简化成圆形轨道处理：（近似行星运动三定律）
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积
3.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 即a?/T?=k
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 即R?/T?=k
-
开普勒定律：蕴藏天机，即是“万有引力定律”。
我曾测量天空，现在测量幽冥。
灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
一、地心说与日心说
二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆
2、速度定律：
3、周期定律：
a 3/ T2 =k
（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）
V1R1 =V2R2
三、在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理
1．下列说法正确的是( )
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动
C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的
D
2．(多选)下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( )
A．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上
C．行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大
D．离太阳越远的行星，公转周期越长
BD
3．（多选）关于开普勒行星运动定律的公式 ，下列说法正确的是( )
A．k是一个与行星无关的量
B．若地球绕太阳运转的半长轴为R，周期为T，月球绕
地球运转的半长轴为R1，周期为T1，则
C．T表示行星的自转周期
D．T表示行星的公转周期
AD
谢谢聆听！
第1节 天体运动
仪征市第二中学
1.了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和发展过程。
2.知道开普勒行星运动三定律，会利用第三定律计算,了解开普勒第三定律中的k值的大小只与中心天体有关。
3.感受科学家们在探索未知世界过程中的科学态度和科学精神。
宇宙的起源:
目前学术界影响较大的是“大爆炸宇宙论”
“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白，但是人类至今还不能确定范围，也无法验证把宇宙压缩在一个极小空间内的假设，这还只是一种猜想。
对于宇宙，人类的认识是有限的，还有许多是未知的。那么，人类是如何开始认识宇宙的呢？
古人是如何认识宇宙的呢？
（1）“天圆地方”说：
（2）“浑天”说：
（3）地心说：
（4）日心说：
古人对地球的认识
古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天地相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
天圆地方
中国古人的 “天圆地方”说。
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。
古人对地球的认识：
浑天说
托 勒 密（古希腊）
⑴代表人物：
古希腊学者托勒密
⑶基本论点：
①地球是宇宙的中心，是静止不动的。
②太阳、月亮及其他行星都绕地球运动，并且作匀速圆周运动。
⑷特点：
①符合当时人们的日常生活经验。
②符合宗教神学的教义。
⑵代表作：
《天文学大成》
一、认识天体运动规律：地心说
托勒密
如果地心说成立：
1.太阳绕地球转一圈的时间为24小时。
2.每天的日照时间一样，不会有一年四季之分。
地心说模型
哥 白 尼(波兰）
⑴代表人物：
波兰天文学家哥白尼
⑶基本论点：
①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、神秘的、原始的见解，上升到近代的、比较客观合理的观点。
⑵代表作：
《天球运行论》
一、认识天体运动规律：日心说
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太阳只是太阳系的中心天体，并不是宇宙的中心。
2.日心说认为行星运行的轨道是圆，其实是椭圆。
那么，天体运动到底遵循什么样的运动规律呢？
第谷把全身心都投入到行星位置的测量中。经过20多年的观测，获得了大量的精确数据资料。但是，他用圆形轨道进行验证，没有得到理想的结果。
第 谷
（丹麦1546---1601）
第谷去世后，他的学生开普勒继续对他的观测的数据资料进行研究，发现行星运动的轨道是椭圆，最终总结得出了开普勒行星运动三定律。被人们誉为“天空的立法者”。
开普勒
（德国人1571---1630）
一、恒星：
恒星是由非固态、液态、气态的第四态等离子体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。由于恒星离我们太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体，我们所处的太阳系的主星太阳就是一颗恒星。
二、行星
行星通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。
三、卫星
卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
补充：椭圆
图钉
图钉
F1
F2
P
O
A
B
C
D
OA=OB-----半长轴
OC=OD------半短轴
F1和F 2
为焦点
F1 F 2
为焦距
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
说明：
1.不同的行星，轨道不同，半长轴不同。
2.对不同的行星，太阳总在他们的焦点上。
八大行星是太阳系的八个行星，按照离太阳的距离从近到远，它们依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
八大行星
太阳系模型：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
第一定律：
二 、开普勒定律
说明：
1.不同的行星，轨道不同，半长轴不同。
2.对不同的行星，太阳总在他们的焦点上。
(轨道定律)
对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.
第二定律：
则
请比较近日点和远日点地球的速度大小,
并求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？
思考：
M
N
R1
R2
V1
V2
地球
太阳
V1tR1/2=V2tR2/2
V1>V2
V1:V2=R2:R1
初中所学：机械能守恒分析
近日点
远日点
即：V1R1=V2R2
对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积.
第二定律：
则
(速度定律)
V近>V远
所有行星的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
第三定律：
C
太阳
半长轴a
半短轴b
A
B
行星
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
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
动手计算后，你得到了什么？
所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等
K值与环绕天体无关，与中心天体有关
所有行星的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
第三定律：
注意：比值k是一个对所有行星都相同的常量，与行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有关的恒量。
C
太阳
半长轴a
半短轴b
A
B
行星
（周期定律）
课后思考：
请用我们所学到的开普勒三个行星运动定律比较月球绕地球的运动与地球绕太阳的运动是有哪些不一样？
在中学阶段，在定量计算时，我们将椭圆轨道简化成圆形轨道处理：（近似行星运动三定律）
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积
3.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 即a?/T?=k
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 即R?/T?=k
-
开普勒定律：蕴藏天机，即是“万有引力定律”。
我曾测量天空，现在测量幽冥。
灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
一、地心说与日心说
二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆
2、速度定律：
3、周期定律：
a 3/ T2 =k
（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）
V1R1 =V2R2
三、在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理
1．下列说法正确的是( )
A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动
C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的
D
2．(多选)下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( )
A．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上
C．行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大
D．离太阳越远的行星，公转周期越长
BD
3．（多选）关于开普勒行星运动定律的公式 ，下列说法正确的是( )
A．k是一个与行星无关的量
B．若地球绕太阳运转的半长轴为R，周期为T，月球绕
地球运转的半长轴为R1，周期为T1，则
C．T表示行星的自转周期
D．T表示行星的公转周期
AD
谢谢聆听！