必修二第六章6、1行星的运动

1、6、1 行星的运动行星的运动必修二必修二 第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天教学重点教学重点 理解和掌握开普勒行星运动定律，理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动认识行星的运动 教学难点教学难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用对开普勒行星运动定律的理解和应用 教学目标教学目标1、了解人类对行星运动规律的认识历程。、了解人类对行星运动规律的认识历程。2、知道开普勒行星运动定律。、知道开普勒行星运动定律。1.古代人对天体运动存在哪些看法？古代人对天体运动存在哪些看法？2.“地心说地心说”和和“日心说日心说”的观点分别是什么？的观点分别是什么？3.哪种学说统治时间更长？为什么哪种学说

2、统治时间更长？为什么?地心模型地心模型地心模型地心模型1 1、地心说、地心说科学的足迹科学的足迹代表人物代表人物：托勒密托勒密观点观点： 地球是宇宙的中心，是地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。他行星都绕地球运动。日心说模型日心说模型哥白尼雕像（加沙）哥白尼雕像（加沙）哥哥白白尼尼观观测测用用的的天天文文仪仪器器科学的足迹科学的足迹2 2、日心说、日心说观点观点：太阳是静止不动的，地太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。速圆周运动。l十六世纪十六世纪“日心说日心说”创立之前的一千多年创立之

3、前的一千多年中，中，“地心说地心说”一直占统治地位，并长期一直占统治地位，并长期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高天，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，后来为哥白尼检验，后来为哥白尼“日心说日心说”所推翻。所推翻。“地心说地心说” 统治很长时间的原统治很长时间的原因：因：符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教地球是宇宙的中心的说法。符合宗教地球是宇宙的中心的说法。第 谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算二十年的精

4、心观测二十年的精心观测8分的误差分的误差 否定否定19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动怎么回事怎么回事呢呢潜心研究潜心研究潜心研究潜心研究潜心研究潜心研究科学的足迹科学的足迹3 3、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善行星的运动行星的运动 问题问题 请同学们阅读教材第请同学们阅读教材第32页页 开普勒第一定律和做开普勒第一定律和做一做一做,并思考问题并思考问题: 如何画椭圆？如何画椭圆？ 如何认识椭圆？如何认识椭圆？ 什么是椭圆？什么是椭圆？ 请同学们阅读教材第请同学们阅读教材第32页页 开普勒第二定律开普勒第二定律,并思并思考问题考问题: 近日点与

5、远日点相比近日点与远日点相比,线速度和角速度何处大？线速度和角速度何处大？ 请同学们阅读教材第请同学们阅读教材第32页页 开普勒第三定律开普勒第三定律,并思并思考问题考问题: 太阳系的行星有什么共性？太阳系的行星有什么共性？ k与什么因素有关？适用范围和条件？与什么因素有关？适用范围和条件？ 所有的行星围绕太阳运动的轨道椭圆，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。太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 开普勒第一定律开普勒第一定律（轨道定律）（轨道定律）开普勒行星运动规律开普勒行星运动规律焦点焦点焦点焦点开普勒第二定律：（面积定律）开普勒第二定律：（面积定律） 对任意一个行星

6、来说，它与太阳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的连线在相等的时间内扫过相等的面积。积。远日远日点速点速度小度小近日近日点速点速度大度大若若t t= t t= t t，则则s s= s s= s s开普勒第三定律：开普勒第三定律： 所有行星的椭圆轨道的半所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。的二次方的比值都相等。表达式：表达式：a a3 3T T2 2= k= k半长轴半长轴行星绕太阳行星绕太阳公转的周期公转的周期（周期定律）（周期定律）R九大行星绕太阳运动的情景九大行星绕太阳运动的情景 探究探究2：行星行星半

7、长轴半长轴(x106km) 公转周期公转周期(天天)K值值水星水星5787.973.361018金星金星1082253.351018地球地球1493653.311018火星火星2286873.361018木星木星7784333土星土星142610759天王星天王星286930686海王星海王星449560188同步卫星同步卫星0.04241月球月球0.384427.322结结 论论 k值与中心天体有关，值与中心天体有关，而与环绕天体无关而与环绕天体无关1、多数行星绕太阳运动的轨道十分、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；接近圆，太阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆、对某

8、一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）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；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、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。的公转周期的二次方的比值都相等。 实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中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？普勒三定律的形式又如何？ 观察九大行星图思考观察九大行星图思考2、金星与地球都在绕、金星与地球都在绕太阳运转太阳运转,那么金星上的那么金星上的一天肯定比一天肯定

9、比24小时短吗小时短吗?1、冥王星离太阳、冥王星离太阳“最远最远”，绕太阳运，绕太阳运动的公转周期最长，动的公转周期最长，对吗？对吗？对对不是。观察发现：金星自转周期长不是。观察发现：金星自转周期长达达243天，比绕日公转周期天，比绕日公转周期227天还天还长，所以金星上的一昼夜相当于地长，所以金星上的一昼夜相当于地球上的球上的117天。天。 2、神舟六号沿半径为神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动，其的圆周绕地球运动，其周期为周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径点相切，如图所示，如果地球半径为为R，求飞船由，求飞船由A点到点到B点所需的时间。点所需的时间。R R0AB课堂训练课堂训练课堂小结课堂小结二、行星运动定律二、行星运动定律1、第一定律（轨道定律）、第一定律（轨道定律）2、第二定律（面积定律）、第二定律（面积定律）3