行星的运动
知识回顾
1
、解决圆周运动的一般步骤:第一步
受力分析
,第二步找圆心,确定圆周运动平面
、第三步
利用矢量合成或正交分解求合力
、第四步列
F合
=
Fn
;
2、向心力表达式:
Fn=mv2/r
、
Fn=mω2r
、
Fn=mωv、
Fn=m4π2r/T2、
Fn=m4π2rn2
3、线速度定义式:
v=△s/△t;角速度定义式:
ω=△θ/△t
;
4、匀速圆周运动中线速度与周期关系:v=2πr/T;角速度与周期关系:
ω=
2π/T;线速度与角速度的关系:
v=ωr;周期与转速关系:
T=1/n
;线速度与转速的关系:
v=2πrn;角速度与转速的关系:
ω=
2πn。
5、正常公路、铁路转弯处都是外侧
高
,内侧
低
,当汽车(或火车对内外轨道无挤压)相对路面无相对滑动,此时汽车或火车的速度v=
。
新课引入
思考:在夜晚时你观察过月亮和星星吗?你觉得它们围绕着你转还是你围绕着它们转呢?你知道太阳为什么每天都是东升西落吗?你知道地球上为什么一年有四季的变化吗?你知道宇宙中个星体间依靠什么完成现在的运动状态吗?你能称出地球或太阳的质量吗?
想解决以上的问题请跟随我一起走入万有引力这章
地心说与日心说
请你阅读教材及46页的科学漫步,思考并回答以下问题
在古代人们对于天体的运动存在着
地心说
和
日心说
两种对立看法。其中地心说代表人物
托勒密
,他的观点认为
地球
是宇宙的中心,是
静止
(填“静止”或“运动”)的,太阳,月亮以及其它星体都围绕
地球
运动。他的观点符合人们的
直接经验
。日心说代表人物
哥白尼
,他的观点认为
太阳
静止不动的,地球和其它星体都围绕
太阳
运动。经过长期的争论,日心说
战胜了地心说
,最终日心说
被接受。无论是地心说还是日心说,古人都认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周
运动。用你学过的知识判断一下日心说的观点都是正确的吗?你的依据是什么?
一切物体都在运动,静止是相对的,运动是绝对的
行星运动规律——开普勒定律
德国
天文学家
开普勒
用
20
年的时间研究了
丹麦
天文学家
第谷的行星观测记录,
发现如果假设行星的运动是
匀速圆周运动
,计算所得的数据与
观测
数据不符,只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆,而是
椭圆,才能解释这种差别。
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。
开普勒第二定律:对某一个行星来说,它与太阳的连线在相等
的时间内扫过的面积
相等
它告诉我们:当行星离太阳较近的时候运行的速度
较快,而离太阳较远的时候运行速度较慢
能用四个字概括一下吗?
近快远慢
开普勒第三定律:所有行星轨道
半长轴
的
三次方
跟它
公转周期
的
二次方
的比值都
相等
,若用a代表轨道的半长轴,T代表
公转周期
,则开普勒第三定律数学表达式可表示为
a3/T2=k
,或
,其中比值k是一个对所有行星都
相同的常量
的常量。
实际上,行星轨道与圆
十分接近
,在中学阶段的研究中我们可以按
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
的角速度(或线速度)
大小不变,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
的
二次方
的比值
相等,即
或
。
三、课堂练习
1、地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位,叫作天文单位,用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转轨道半径是1.5个天文单位,根据开普勒第三定律,火星公转周期是多少个地球日?
2、开普勒行星运动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。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动,它在离地球最近的位置(近地点)和最远的位置(远地点),哪点的速度大?
四、板书整理——知识要点
行星的运动
一、地心说与日心说
1、地心说:代表人物
托勒密,主要观点:认为地球是
静止,其它星体绕
地球
转动,地球是宇宙的
中心,并认为一切星体都做
匀速
圆周运动。
2、日心说:代表人物哥白尼
,主要观点:认为太阳是
中心,其它星球绕太阳
转动,
太阳
是宇宙的中心,并认为一切星体做的都是
匀速
圆周运动。
二、开普勒定律
1、开普勒第一定律(又称轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
,并且太阳处在
椭圆
的一个
焦点上。
2、开普勒第二定律(又称面积定律):行星与
太阳的连线在相等的时间内扫过的面积
相等,总结为
近快远慢。
3、开普勒第三定律(又称为周期定律):公式
=k,其中k只与中心天体有关,表达式还可以写成
。行星的运动
知识回顾
1
、解决圆周运动的一般步骤:第一步
,第二步
、第三步
、第四步列
=
;
2、向心力表达式:
、
、
、
、
;
3、线速度定义式:
;角速度定义式:
;
4、匀速圆周运动中线速度与周期关系:
;角速度与周期关系:
;
线速度与角速度的关系:
;周期与转速关系:
;线速度与转速的关系:
;角速度与转速的关系:
。
5、正常公路、铁路转弯处都是外侧
,内侧
,当汽车(或火车对内外轨道无挤压)相对路面无相对滑动,此时汽车或火车的速度v=
。
新课引入
思考:在夜晚时你观察过月亮和星星吗?你觉得它们围绕着你转还是你围绕着它们转呢?你知道太阳为什么每天都是东升西落吗?你知道地球上为什么一年有四季的变化吗?你知道宇宙中个星体间依靠什么完成现在的运动状态吗?你能称出地球或太阳的质量吗?
想解决以上的问题请跟随我一起走入万有引力这章
地心说与日心说
请你阅读教材及46页的科学漫步,思考并回答以下问题
在古代人们对于天体的运动存在着
和
两种对立看法。其中地心说代表人物
,他的观点认为
是宇宙的中心,是
(填“静止”或“运动”)的,太阳,月亮以及其它星体都围绕
运动。他的观点符合人们的
。日心说代表人物
,他的观点认为
静止不动的,地球和其它星体都围绕
运动。经过长期的争论,
战胜了
,最终
被接受。无论是地心说还是日心说,古人都认为天体的运动必然是最完美、最和谐的
运动。用你学过的知识判断一下日心说的观点都是正确的吗?你的依据是什么?
行星运动规律——开普勒定律
天文学家
用
年的时间研究了
天文学家
的行星观测记录,发现如果假设行星的运动是
,计算所得的数据与
数据不符,只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆,而是
,才能解释这种差别。
开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是
,太阳处在
的一个
上。
开普勒第二定律:对某一个行星来说,它与太阳的连线在
的时间内扫过的面积
它告诉我们:当行星离太阳较近的时候运行的速度
,而离太阳较远的时候运行速度
能用四个字概括一下吗?
开普勒第三定律:所有行星轨道
的
跟它
的
的比值都
,若用a代表轨道的半长轴,T代表
,则开普勒第三定律数学表达式可表示为
,或
,其中比值k是一个对所有行星都
的常量。
实际上,行星轨道与圆
,在中学阶段的研究中我们可以按
轨道处理,这样就可以说
1、行星绕太阳运动的轨道
,太阳处在
。
2、对某一行星来说,它绕太阳做
的角速度(或线速度)
,即行星做
运动。
3、所有行星轨道半径r的
跟它的
的
的比值
,即
或
。
三、课堂练习
1、地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位,叫作天文单位,用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转轨道半径是1.5个天文单位,根据开普勒第三定律,火星公转周期是多少个地球日?
2、开普勒行星运动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。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动,它在离地球最近的位置(近地点)和最远的位置(远地点),哪点的速度大?
四、板书整理——知识要点
行星的运动
一、地心说与日心说
1、地心说:代表人物
,主要观点:认为地球是
,其它星体绕
转动,地球是宇宙的
,并认为一切星体都做
圆周运动。
2、日心说:代表人物
,主要观点:认为
中心,其它星球绕
转动,
是宇宙的中心,并认为一切星体做的都是
圆周运动。
二、开普勒定律
1、开普勒第一定律(又称轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是
,并且太阳处在
的一个
上。
2、开普勒第二定律(又称面积定律):行星与
的连线在相等的时间内扫过的面积
,总结为
。
3、开普勒第三定律(又称为周期定律):公式
=k,其中k只与中心天体有关,表达式还可以写成
。