7-1 行星的运动 1-开普勒定律的理解与应用 课件(共32张PPT)
文档属性
| 名称 | 7-1 行星的运动 1-开普勒定律的理解与应用 课件(共32张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-08 16:26:05 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
开普勒定律的理解与应用
学习目标
1.了解地心说和日心说的内容．
2.理解开普勒行星运动三定律的内容．(重点)
3.掌握行星运动定律的应用．(重点、难点)
4.了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易．
太阳系的构成
太阳系八大行星
思考讨论
古代天体运动学说
——欧多克斯
约公元前400年生于奈得斯，希腊天文学家和数学家。
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。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。
思考
古代认为所有行星都是绕着太阳转动的，这也正符合欧洲宗教的世界观导向，为统治者认同。
古代天体运动学说
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”。
古代天体运动学说
哥白尼日心说：太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
真理需要不断被挖掘
最终的观测结果证明，日心说是正确的。
“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，就是说“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。
思考讨论
哥白尼“日心说”是绝对正确的吗？
“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”，只是比“地心说”更准确一些罢了。
对星体运动的观察
——第谷·布拉赫
1546年12月14日出生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭。丹麦天文学家和占星学家。
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。
第谷·布拉赫是天文史上的一位奇人。他对于星象的观测，其精确严密在当时达到了前所未有的程度。其编纂的星表的数据甚至已经接近了肉眼分辨率的极限，这让人瞠目结舌。第谷的数据为其弟子——大名鼎鼎的开普勒所运用，由此创立了著名的行星运动三大定律，成就了近代天文学的开端。
开普勒
——约翰尼斯·开普勒（Johannes
Kepler）
1571年12月27日生于神圣罗马帝国符腾堡（现属德国）的威尔德斯达特镇，德国天文学家、数学家与占星家。是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天空的立法者”。
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观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，因为不管是“地心说”还是“日心说”，都把天体运动看得很神圣，认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′,开普勒想，天体运动很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律。
开普勒第一定律
开普勒第一定律
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。（轨道定律）
开普勒第一定律
开普勒第二定律
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的面积相等。（面积定律）
开普勒第二定律告诉我们
：当行星离太阳较近的时候，运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小。
开普勒第三定律
开普勒第三定律
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。（周期定律）
其中，比值
k
是一个对所有行星都相同的常量。
对开普勒第三定律的补充说明
观察上图，左图与右图有何区别？区别大吗？
对开普勒第三定律的补充说明
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可按圆轨道处理。这样就可以说
：
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（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。
3.
所有行星轨道半径
r
的三次方跟它的公转周期
T
的二次方的比值都
相等，即
小结
1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的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的面积相等。
3、开普勒第三定律（周期定律）：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。
基础巩固
判断题(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动．(
)
(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．(
)
(3)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的．
(
)
(4)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．
(
)
(5)行星的轨道半径和公转周期成正比．
(
)
(6)公式
中的a可认为是行星的轨道半径．(
)
(7)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周．
(
)
(8)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的．
(
)
(9)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．
(
)
×
×
×
×
×
×
√
√
√
例题讲解
D
例题讲解
例题讲解
C
例题讲解
C
例题讲解
例题讲解
BC
例题讲解
例题讲解
C
例题讲解
例题讲解
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开普勒定律的理解与应用
学习目标
1.了解地心说和日心说的内容．
2.理解开普勒行星运动三定律的内容．(重点)
3.掌握行星运动定律的应用．(重点、难点)
4.了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易．
太阳系的构成
太阳系八大行星
思考讨论
古代天体运动学说
——欧多克斯
约公元前400年生于奈得斯，希腊天文学家和数学家。
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。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。
思考
古代认为所有行星都是绕着太阳转动的，这也正符合欧洲宗教的世界观导向，为统治者认同。
古代天体运动学说
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”。
古代天体运动学说
哥白尼日心说：太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
真理需要不断被挖掘
最终的观测结果证明，日心说是正确的。
“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，就是说“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。
思考讨论
哥白尼“日心说”是绝对正确的吗？
“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”，只是比“地心说”更准确一些罢了。
对星体运动的观察
——第谷·布拉赫
1546年12月14日出生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭。丹麦天文学家和占星学家。
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。
第谷·布拉赫是天文史上的一位奇人。他对于星象的观测，其精确严密在当时达到了前所未有的程度。其编纂的星表的数据甚至已经接近了肉眼分辨率的极限，这让人瞠目结舌。第谷的数据为其弟子——大名鼎鼎的开普勒所运用，由此创立了著名的行星运动三大定律，成就了近代天文学的开端。
开普勒
——约翰尼斯·开普勒（Johannes
Kepler）
1571年12月27日生于神圣罗马帝国符腾堡（现属德国）的威尔德斯达特镇，德国天文学家、数学家与占星家。是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天空的立法者”。
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观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，因为不管是“地心说”还是“日心说”，都把天体运动看得很神圣，认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′,开普勒想，天体运动很可能不是匀速圆周运动.在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的.并总结为行星运动三定律。
开普勒第一定律
开普勒第一定律
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。（轨道定律）
开普勒第一定律
开普勒第二定律
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的面积相等。（面积定律）
开普勒第二定律告诉我们
：当行星离太阳较近的时候，运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小。
开普勒第三定律
开普勒第三定律
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。（周期定律）
其中，比值
k
是一个对所有行星都相同的常量。
对开普勒第三定律的补充说明
观察上图，左图与右图有何区别？区别大吗？
对开普勒第三定律的补充说明
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可按圆轨道处理。这样就可以说
：
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（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。
3.
所有行星轨道半径
r
的三次方跟它的公转周期
T
的二次方的比值都
相等，即
小结
1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的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的面积相等。
3、开普勒第三定律（周期定律）：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。
基础巩固
判断题(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动．(
)
(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．(
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(3)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的．
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(4)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．
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(5)行星的轨道半径和公转周期成正比．
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(6)公式
中的a可认为是行星的轨道半径．(
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(7)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周．
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(8)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的．
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(9)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．
(
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例题讲解
D
例题讲解
例题讲解
C
例题讲解
C
例题讲解
例题讲解
BC
例题讲解
例题讲解
C
例题讲解
例题讲解
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