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
。
