浙江专用2018-2019学年高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动课件新人教版必修2 .ppt

1行星的运动,第六章万有引力与航天,内容索引,自主预习预习新知夯实基础,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习,一、两种对立的学说1.地心说(1)是宇宙的中心，是静止不动的；(2)太阳、月亮以及其他行星都绕运动；(3)地心说的代表人物是古希腊科学家.,地球,地球,托勒密,2.日心说(1)是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做_；(2)地球是绕旋转的行星；月球是绕旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象；(4)日心说的代表人物是.,太阳,匀速圆周运动,太阳,地球,哥白尼,3.局限性都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家的观测数据不符.,匀速圆周,第谷,二、开普勒行星运动定律1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在_上.2.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.3.第三定律：所有行星的轨道的跟它的_的比值都相等.其表达式为_，其中a是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星(填“有关”或“无关”)的常量.,椭圆,椭圆的一,个焦点,相等的面积,半长轴的三次方,公转周期的二次方,无关,答案,即学即用判断下列说法的正误.(1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动.()(2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.()(3)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.()(4)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.()(5)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.()(6)在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.(),重点探究,一、对开普勒定律的理解,1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题.,图1,行星的轨道都是椭圆，如图1甲所示.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图乙所示，即所有轨道都有一个共同的焦点太阳.因此开普勒第一定律又叫轨道定律.,2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题.(1)如图2所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SASB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.因此开普勒第二定律又叫面积定律.,图2,(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小.,(2)该定律也适用于卫星绕地球的运动，其中常量k与卫星无关，只与地球有关，也就是说k值大小由中心天体决定.,3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题.,图3,(1)如图3所示，由k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大，因此第三定律也叫周期定律.常量k与行星无关，只与太阳有关.,例1火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知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.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方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,答案,解析,解析太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误.由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行的速度大小在变化，选项B错误.根据开普勒行星运动定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，选项D错误.,A.vavbB.vavbC.vavbD.无法确定,例2如图4所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，过近日点时行星的速率为vb，则,答案,解析,图4,解析由开普勒第二定律知，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，所以远日点速率小.,1.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动.2.由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度比较快，而离太阳比较远时，行星运行的速度比较慢.3.在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对不同的天体系统k值不相同.k值的大小由系统的中心天体决定.,二、行星运动的近似处理,由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以这样表述：(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)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即k.,例3(2018牌头中学第一学期期中考试)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r119600km，公转周期T16.39天.2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r248000km，则它的公转周期T2最接近于A.15天B.25天C.35天D.45天,答案,解析,开普勒第三定律揭示的是不同行星运动快慢的规律，应用时要注意以下两个问题：(1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立.(2)明确题中给出的周期关系或半径关系之后，根据开普勒第三定律列式求解.,答案,针对训练木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为A.2天文单位B.5.2天文单位C.10天文单位D.12天文单位,解析根据开普勒第三定律k，得r，设地球与太阳的距离为r1，木星与太阳的距离为r2，则得所以r25.2r15.2天文单位，选项B正确.,解析,达标检测,1.(对开普勒第三定律的认识)关于开普勒行星运动规律的表达式k，以下理解正确的是A.k是一个与行星有关的常量B.a代表行星的球体半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星绕中心天体运动的公转周期,答案,1,2,3,解析开普勒第三定律公式k，k是一个与行星无关的常量，与中心天体有关，选项A错误；a代表行星椭圆轨道的半长轴，选项B错误；T代表行星绕中心天体运动的公转周期，选项C错误，D正确.,解析,2.(对开普勒第三定律的理解)关于太阳系八大行星的运动，以下说法正确的是A.行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B.行星轨道的半长轴越长，公转周期就越小C.水星的半长轴最短，公转周期最大D.海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最大,答案,解析行星的自转周期与其轨道半长轴无关，A错误；k知，行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大，行星轨道的半长轴越短，公转周期就越小，B、C错误，D正确.,解析,1,2,3,3.(开普勒第二定律的应用)某行星绕太阳运行的椭圆轨道