万有引力定律 _ 1. 天体运动课件22张PPT

§6.1 行星的运动
古代人们对行星的运动存在哪些不同的看法？
地球是世界的中心,且静止不动,一切行星绕地球做匀速圆周运动。
（1）托勒密的“地心说”体系
2、国外学者对天体运动的认识
托勒密（古希腊）
（2）哥白尼的“日心说”革命
太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。
哥白尼(波兰)
行星绕太阳运动的轨迹是圆吗？
开普勒
第谷
开普勒
开普勒第一定律
所有的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
开普勒行星运动定律
行星在椭圆轨道运动的速率是匀速率吗？
开普勒
开普勒第二定律
开普勒行星运动定律
开普勒
开普勒第二定律
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积
开普勒行星运动定律
tAB=tCD=tEK
SAB=SCD=SEK
开普勒第二定律（面积定律）：对每一个行星而言，行星和太阳的连线在任意相等的时间内扫过的面积都相等。
【思考】（1）为什么行星近日点速率最大，远日点速率最小？
（2）若行星的运动轨迹为圆，则行星做什么运动？
匀速圆周运动。
开普勒
开普勒行星运动定律
开普勒
开普勒第三定律
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
开普勒行星运动定律
【课堂活动】观察并分析太阳系中各大行星a与T的关系。
中心天体及质量(kg)
行星/卫星
半长轴a（m)
周期T（s）
k（m?/s?）
太阳
（1.99×1030）
水星
5.79×1010
7.60×106
3.36×1018
金星
1.08×1011
1.94×107
3.35×1018
地球
1.50×1011
3.16×107
3.38×1018
火星
2.28×1011
5.94×107
3.36×1018
木星
7.78×1011
3.74×108
3.37×1018
地球
（5.98×1024）
月球
3.84×108
2.36×106
1.02×1013
同步卫星
4.24×107
8.64×104
1.02×1013
土星
（5.69×1026）
土卫1
1.85×108
8.07×104
9.72×1014
土卫3
3.78×108
2.37×105
9.62×1014
木星
（1.90×1027）
木卫1
4.22×108
1.53×105
3.21×1015
木卫3
1.07×109
6.18×105
3.21×1015
动手算一算，求出“k”值
分析结论：
（1）同一中心天体的行星或卫星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等；
（2）k值与环绕天体无关，与中心天体的质量有关，且成正比关系，即k=cM中（c为常数，与中心天体或环绕天体均无关）
a
日
行
行
日
R=a
三、应用开普勒三定律解决问题
规律应用注意：
（1）开普勒三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动；
（2）开普勒第三定律中， k 的值只与被环绕 的中心天体的质量相关！
（3）行星轨道都与圆比较接近，故计算时可以近似认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。
此时第三定律为：
〖练习〗
1 关于太阳系中各行星的轨道，以下
说法中正确的是（ ）
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆。
B.有的行星绕太阳运动的轨道是圆。
C.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的。
D.太阳系中的所有行星有一个共同的轨道焦点。
ACD
〖练习〗
2. 关于行星绕太阳的运动，下列说法
正确的是（ ）
A.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，近日点速度小，远日点速度大。
B.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向。
C.所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上。
D.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。
BC
〖练习〗
3. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？
小结