6.1行星运动课件

第一节行星的运动 第六章万有引力与航天 目标引领 1 知道地心说和日心说的基本内容及发展过程 2 知道开普勒行星运动定律及建立过程 3 能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题 重点难点 开普勒行星运动定律及应用 课前自主探究 一 地心说与日心说二 开普勒行星运动定律三 行星运动的近似处理 地心模型 地心模型 1 地心说 一 科学的足迹 代表人物 托勒密 观点 地球是宇宙的中心 是静止不动的 太阳 月亮以及其他行星都绕地球运动 日心说模型 哥白尼雕像 加沙 哥白尼观测用的天文仪器 2 日心说 观点 太阳是静止不动的 地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动 十六世纪 日心说 创立之前的一千多年中 地心说 一直占统治地位 并长期为教会所利用 宣称恒星天上面是最高天 也就是天神的住所 由于这一学说没有反映行星运动的本质 经不起长时间的观测检验 后来为哥白尼 日心说 所推翻 地心说 统治很长时间的原因 符合人们的日常经验 符合宗教地球是宇宙的中心的说法 第谷 丹麦 开普勒 德国 3 日心说的进一步完善 潜心研究 所有的行星围绕太阳运动的轨道椭圆 太阳处在所有椭圆的一个焦点上 开普勒第一定律 轨道定律 二 开普勒行星运动规律 焦点 焦点 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相等的面积 远日点速度小 近日点速度大 若tAB tCD tEK 则sAB sCD sEK 开普勒第三定律 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等 周期定律 太阳系 九颗行星绕太阳运动的情景 1 多数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 或线速度大小 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 三 实际上行星绕太阳的运动很接近圆 在中学阶段 可近似看成圆来处理问题 那么开普勒三定律的形式又如何 观察八大行星图思考 2 金星与地球都在绕太阳运转 那么金星上的一天肯定比24小时短吗 1 海王星离太阳 最远 绕太阳运动的公转周期最长 对吗 对 不是 观察发现 金星自转周期长达243天 比绕日公转周期227天还长 所以金星上的一昼夜相当于地球上的117天 合作解疑 对开普勒定律的认识1 从空间分布认识行星的轨道都是椭圆 所有椭圆有一个共同的焦点 太阳就在此焦点上 因此在行星的轨道上出现了近日点和远日点 如图所示 意义 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 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 2 从速度大小认识 行星靠近太阳时速度增大 远离太阳时速度减小 近日点速度最大 远日点速度最小 第二定律又叫面积定律 如图所示 特别提醒 开普勒三定律是行星绕太阳运动的总结定律 实践表明该定律也适用于其他天体的运动 如月球绕地球运动 卫星绕木星运动 甚至是人造卫星绕地球运动等 例1 下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是 A 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C 所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D 所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比 解析 选A 由开普勒第一定律知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 所以A正确 B错误 由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等 故C D错误 例2 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 则过近日点时的速率为 答案 C 变式训练1如图所示是行星m绕恒星M运动的情况示意图 则下列说法正确的是 A 速度最大点是B点B 速度最小点是C点C m从A到B做减速运动D m从B到A做减速运动 例3 有一个名叫谷神的小行星 质量为m 1 00 1021kg 它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2 77倍 求谷神星绕太阳一周所需要的时间 变式训练2飞船沿半径为r的圆周绕地球运转 其周期为T 如图所示 如果飞船要返回地面 可在轨道上某一点A处将速率降低到适当值 从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行 椭圆与地球表面在B点相切 已知地球半径为R 求飞船由A点运动到B点所需的时间 课堂小结 二 行星运动定律 1 第一定律 轨