教科版必修2 第三章1 天体运动 课件（27张）.ppt

第三章万有引力定律 1天体运动 第三章万有引力定律 学习目标1 了解地心说和日心说 2 理解描述行星运动的规律 开普勒三定律 能运用开普勒定律解释有关现象 重点 难点 第三章万有引力定律 一 日心说1 地心说托勒密认为 是宇宙的中心 是静止不动的 其他天体围绕 转动 2 日心说哥白尼认为 地球和别的行星一样 围绕 运动 固定在这个体系的中心 地球 地球 太阳 太阳 二 开普勒行星运动定律 椭圆 椭圆 焦点 相等的面积 半长轴 公转周期 想一想 行星绕太阳在椭圆轨道上运行 行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较 运动速率何处较大 提示 由开普勒第二定律可知 由于在相等的时间内 行星与太阳的连线扫过相等的面积 显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长 因此运动速率较大 对开普勒行星运动定律的认识 学案导引1 开普勒恒量k与哪个量有关 2 开普勒三定律适用于卫星绕行星转动吗 1 开普勒行星运动定律 1 开普勒第一定律 轨道定律 第一定律告诉我们 尽管各行星的轨道大小不同 但它们的共同规律是 所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动 太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上 如图甲所示 否定了行星圆形轨道的说法 建立了正确的轨道理论 给出了太阳准确的位置 甲乙 特别提醒 1 行星绕太阳的运动不是匀速圆周运动 所以行星的速度方向并不总是垂直于行星和太阳的连线 但行星绕太阳运动一周的时间仍为一个周期 此周期不能用匀速圆周运动求解 而应根据开普勒定律对不同运动应用其相应的运动规律去判断和求解 例如做椭圆运动的卫星可用此规律求解 2 在同一天体系统中 如果已知某一 行星 的公转周期而求其轨道半径时 可通过另一已知轨道半径和周期的 行星 利用开普勒第三定律解答 2013 高考江苏卷 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 解析 根据开普勒行星运动定律 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行时 太阳位于椭圆的一个焦点上 选项a错误 行星绕太阳运行的轨道不同 周期不同 运行速度大小也不同 选项b错误 火星与木星运行的轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量 选项c正确 火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等 但这两个面积不相等 选项d错误 答案 c 天体运动的规律及分析方法 1 天体虽做椭圆运动 但它们的轨道一般接近圆 太阳处在圆心 2 对某一行星来说 若它绕太阳做圆周运动的速率不变 则行星做匀速圆周运动 2014 三台中学高一检测 飞船沿半径为r的圆周轨道绕地球运动 其周期为t 如果飞船要返回地面 可在轨道上的某一点a处 将速率降低到适当数值 从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动 椭圆和地球表面在b点相切 如图所示 如果地球半径为r0 求飞船由a点到b点所需要的时间 方法总结开普勒第三定律的应用应用开普勒第三定律可分析行星的周期 半径 应用时可按以下步骤分析 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 3 根据开普勒第三定律列式求解 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道 下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像 图中坐标系的横轴是lg t t0 纵轴是lg r r0 这里t和r分别是行星绕太阳运动的周期和相应的圆轨道半径 t0和r0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径 下列4幅图中正确的是 答案 3 63 1