6.1 行星的运动—人教版高中物理必修二课件(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 6.1 行星的运动—人教版高中物理必修二课件(共21张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-14 15:48:05 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
行星的运动
【高中物理】【人教版必修2】【第六章
万有引力与航天】
CONTENTS
地心说与日心说
02
开普勒三大定律
03
对于行星运动的近似化研究
04
引入
01
课堂小练
05
01
引入
自古以来，当人们仰望星空，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。这一章我们将学习对人类智慧影响深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，了解它的发展历程和在人类开拓太空中的作用。这一切，还得从行星的运动说起……
02
地心说与日心说
1
地心说
观点：________是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物：古希腊
托勒密
2
日心说
观点：________是宇宙的中心，是静止不动的，地球以及其他行星都绕太阳运动。
代表人物：波兰
哥白尼
02
地心说与日心说
1
地心说
观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物：古希腊
托勒密
2
日心说
观点：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球以及其他行星都绕太阳运动。
代表人物：波兰
哥白尼
02
地心说与日心说
两种学说的局限性
①两种学说都认为，地球或太阳作为天体运动的中心，是静止不动的，但我们知道，运动是绝对的，不存在“绝对静止”的事物。
②根据开普勒三大定律，天体运行的轨道并不是完美的圆周，而是椭圆轨道，其运动也不是匀速率的。
两种学说的进步之处
①地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。
②日心说是对教会思想的颠覆，把自然科学从神学中拯救出来。
3
4
03
开普勒三大定律
1
开普勒第一定律（椭圆轨道定律）
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2
开普勒第二定律（面积定律）
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。
当行星离太阳较近时，运行的速度比较快；而离太阳较远时速度较慢。
03
开普勒三大定律
开普勒第三定律（周期定律）
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。
若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，则
其中对于所有行星都相同。
3
关于开普勒三大定律
1
开普勒三大定律是开普勒在总结了他的导师第谷的全部观测资料后，经过反复的数学计算得到的规律。是无法在实验室中得到验证的。
2
2
在开普勒第一定律中，需要注意：太阳不是行星椭圆轨道的中心，而是位于焦点处；
不同行星的轨道不同，但所有轨道的焦点重合。
3
在开普勒第三定律中，需要注意：比值k是一个与行星本身无关的量，只与中心天体的质量有关；对于同一个行星的不同卫星，开普勒第三定律也同样适用。
4
开普勒三大定律的重大意义，在于为万有引力定律的发现奠定了基础。
04
对于行星运动的近似化研究
虽然，行星的运动是椭圆轨道，运动速度大小时刻变化。但实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中，我们按照圆轨道处理，即：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。
2.对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度不变，即做匀速圆周运动。
3.所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等。
课堂小练
1.（多选）下列说法正确的是（
）
A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转动
B、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
C、地球是绕太阳运动的一颗行星
D、日心说和地心说都是错误的
课堂小练
【答案】CD
【解析】地球和其他行星都是绕着太阳运动，月球是绕着地球运动，A错误、C正确；
绝对静止的物体是不存在的，太阳要绕着其他星系运动，B错误；日心说和地心说都是不完善的、错误的，D正确。
课堂小练
2.（单选）某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示。F1和F2是椭圆的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳位于（
）
A、F1点
B、F2点
C、O点
D、均不正确
课堂小练
【答案】A
【解析】根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。
如果时间间隔相等，那么=由于，所以A点为近日点，B点为远日点，则太阳是位于F1，A正确。
课堂小练
3.（单选）如图所示，在某行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，若行星运动周期为T，则行星（
）
A、从b到d的时间=
B、从a到c的时间=
C、从d经a到b的运动时间大于从b经c到d的时间
D、从a到b的时间
课堂小练
【答案】B
【解析】根据开普勒第二定律，在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。据此可知，行星运动在近日点时，与太阳连线距离短，故运行速度大，在远日点，太阳与行星连线长，故运行速度小。即在行星运动中，远日点的速度最小，近日点的速度最大。图中a点为近日点，所以速度最大，c点为远日点，所以速度最小。
行星从b经c运动到d，速度较小，运动的时间小于行星从b经a运动到d，速度较大，运动的时间大于，故从d经a到b的运动时间小于从b经c到d的时间，且从b到d的时间：
，故AC错误；
从a到c，根据对称性，运动时间正好是周期的一半，即=，故B正确；
根据对称性可知，从a到b的时间小于从b到c的时间，即，故D错误。
课堂小练
4.（单选）已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则天王星与太阳的距离为（
）
A、
B、
C、
D、
课堂小练
【答案】A
【解析】天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律，半长轴的三次方与周期平方的比值是常量，即=，解得天王星与太阳的距离：
，A正确。
课堂小练
5.（单选）火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运动，根据开普勒运动定律可知（
）
A、太阳位于木星运行轨道的中心
B、火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C、它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比都与太阳质量有关
D、相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
课堂小练
【答案】C
【解析】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒第一定律，太阳位于木星运行轨道的焦点，A错误；
根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的带下不相等，在近日点速度较大，在远日点速度较小，B错误；
根据开普勒第三定律可知，它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比相等，且都与太阳质量有关，C正确；
根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积总相等，但是与木星与太阳连线扫过的面积不相等，D错误。
THANKS
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行星的运动
【高中物理】【人教版必修2】【第六章
万有引力与航天】
CONTENTS
地心说与日心说
02
开普勒三大定律
03
对于行星运动的近似化研究
04
引入
01
课堂小练
05
01
引入
自古以来，当人们仰望星空，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。这一章我们将学习对人类智慧影响深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，了解它的发展历程和在人类开拓太空中的作用。这一切，还得从行星的运动说起……
02
地心说与日心说
1
地心说
观点：________是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物：古希腊
托勒密
2
日心说
观点：________是宇宙的中心，是静止不动的，地球以及其他行星都绕太阳运动。
代表人物：波兰
哥白尼
02
地心说与日心说
1
地心说
观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物：古希腊
托勒密
2
日心说
观点：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球以及其他行星都绕太阳运动。
代表人物：波兰
哥白尼
02
地心说与日心说
两种学说的局限性
①两种学说都认为，地球或太阳作为天体运动的中心，是静止不动的，但我们知道，运动是绝对的，不存在“绝对静止”的事物。
②根据开普勒三大定律，天体运行的轨道并不是完美的圆周，而是椭圆轨道，其运动也不是匀速率的。
两种学说的进步之处
①地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。
②日心说是对教会思想的颠覆，把自然科学从神学中拯救出来。
3
4
03
开普勒三大定律
1
开普勒第一定律（椭圆轨道定律）
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2
开普勒第二定律（面积定律）
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。
当行星离太阳较近时，运行的速度比较快；而离太阳较远时速度较慢。
03
开普勒三大定律
开普勒第三定律（周期定律）
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。
若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，则
其中对于所有行星都相同。
3
关于开普勒三大定律
1
开普勒三大定律是开普勒在总结了他的导师第谷的全部观测资料后，经过反复的数学计算得到的规律。是无法在实验室中得到验证的。
2
2
在开普勒第一定律中，需要注意：太阳不是行星椭圆轨道的中心，而是位于焦点处；
不同行星的轨道不同，但所有轨道的焦点重合。
3
在开普勒第三定律中，需要注意：比值k是一个与行星本身无关的量，只与中心天体的质量有关；对于同一个行星的不同卫星，开普勒第三定律也同样适用。
4
开普勒三大定律的重大意义，在于为万有引力定律的发现奠定了基础。
04
对于行星运动的近似化研究
虽然，行星的运动是椭圆轨道，运动速度大小时刻变化。但实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中，我们按照圆轨道处理，即：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。
2.对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度不变，即做匀速圆周运动。
3.所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等。
课堂小练
1.（多选）下列说法正确的是（
）
A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星绕地球转动
B、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
C、地球是绕太阳运动的一颗行星
D、日心说和地心说都是错误的
课堂小练
【答案】CD
【解析】地球和其他行星都是绕着太阳运动，月球是绕着地球运动，A错误、C正确；
绝对静止的物体是不存在的，太阳要绕着其他星系运动，B错误；日心说和地心说都是不完善的、错误的，D正确。
课堂小练
2.（单选）某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示。F1和F2是椭圆的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳位于（
）
A、F1点
B、F2点
C、O点
D、均不正确
课堂小练
【答案】A
【解析】根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。
如果时间间隔相等，那么=由于，所以A点为近日点，B点为远日点，则太阳是位于F1，A正确。
课堂小练
3.（单选）如图所示，在某行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，若行星运动周期为T，则行星（
）
A、从b到d的时间=
B、从a到c的时间=
C、从d经a到b的运动时间大于从b经c到d的时间
D、从a到b的时间
课堂小练
【答案】B
【解析】根据开普勒第二定律，在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。据此可知，行星运动在近日点时，与太阳连线距离短，故运行速度大，在远日点，太阳与行星连线长，故运行速度小。即在行星运动中，远日点的速度最小，近日点的速度最大。图中a点为近日点，所以速度最大，c点为远日点，所以速度最小。
行星从b经c运动到d，速度较小，运动的时间小于行星从b经a运动到d，速度较大，运动的时间大于，故从d经a到b的运动时间小于从b经c到d的时间，且从b到d的时间：
，故AC错误；
从a到c，根据对称性，运动时间正好是周期的一半，即=，故B正确；
根据对称性可知，从a到b的时间小于从b到c的时间，即，故D错误。
课堂小练
4.（单选）已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则天王星与太阳的距离为（
）
A、
B、
C、
D、
课堂小练
【答案】A
【解析】天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律，半长轴的三次方与周期平方的比值是常量，即=，解得天王星与太阳的距离：
，A正确。
课堂小练
5.（单选）火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运动，根据开普勒运动定律可知（
）
A、太阳位于木星运行轨道的中心
B、火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C、它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比都与太阳质量有关
D、相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
课堂小练
【答案】C
【解析】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒第一定律，太阳位于木星运行轨道的焦点，A错误；
根据开普勒第二定律可知，火星和木星绕太阳运行速度的带下不相等，在近日点速度较大，在远日点速度较小，B错误；
根据开普勒第三定律可知，它们公转周期的平方与轨道半长轴的三次方之比相等，且都与太阳质量有关，C正确；
根据开普勒第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积总相等，但是与木星与太阳连线扫过的面积不相等，D错误。
THANKS
谢谢聆听