人教版高一物理必修二第六章 万有引力与航天 6.1行星的运动ppt课件

1、我国自主开发研我国自主开发研讨并胜利飞行的讨并胜利飞行的载人飞船载人飞船“神舟号神舟号使得我国宇航使得我国宇航员乘着飞船遨游员乘着飞船遨游太空太空! 托勒密于公元二世纪，托勒密于公元二世纪，提出了本人的宇宙构造提出了本人的宇宙构造学说，即学说，即“地心说地心说. . 地心说以为地球是宇宙地心说以为地球是宇宙的中心，是静止不动的，的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动星都绕地球运动 地心说直到地心说直到1616世纪才被世纪才被哥白尼推翻哥白尼推翻. .托托 勒勒 密古希腊密古希腊 哥白尼在哥白尼在1616世纪提出世纪提出了日心说了日心说 日心说以为太阳是静日

2、心说以为太阳是静止不动的，地球和其止不动的，地球和其他行星都绕太阳运他行星都绕太阳运动动 1543 1543 年哥白尼的年哥白尼的 出版，书出版，书中详细描画了日心说中详细描画了日心说实际实际. .哥哥 白白 尼尼( (波兰波兰 在古代，人们对于天体的运动先后阅历了地心说和日心说两种对立的学说。问题问题1：古人对天体运动存在哪些看法？：古人对天体运动存在哪些看法？问题问题2：什么是：什么是“地心说，什么是地心说，什么是“日心说？日心说？问题问题3： “日心说战胜了日心说战胜了“地心说，请阅读地心说，请阅读P33-34，找出，找出“地心说遭遇的为难地心说遭遇的为难和和“日心说的胜利之处。日心说的

3、胜利之处。丹麦天文学家，精于观测。1601年，第谷临终前，把本人毕生对火星的观测资料全部留给了开普勒，委托他进展整理研讨。1572年，他观测到仙后座出现了一颗过去从来没见过的亮星。第谷丹麦第谷丹麦仙后座的新星迸发仙后座的新星迸发开普勒德国开普勒德国在天文学史上，开普勒享在天文学史上，开普勒享有有“天空立法者的盛誉。天空立法者的盛誉。开普勒观念的根底是日心开普勒观念的根底是日心说。说。16091609年和年和16191619年发表了行年发表了行星运动的三个定律。星运动的三个定律。三三.开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律一切的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太一切的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆

4、，太阳处在一切椭圆的一个焦点上轨道定律阳处在一切椭圆的一个焦点上轨道定律半长轴半长轴abo图钉图钉图钉图钉半短轴半短轴看看P32P32做一做做一做行星运转的速度变化有什么规律呢?思索?1、“地心说的内容及代表人物地心说的内容及代表人物“日心说的内容及代表人物日心说的内容及代表人物2、开普勒行星运动定律的内容、开普勒行星运动定律的内容 开普勒第一定律开普勒第一定律 开普勒第二定律开普勒第二定律 开普勒第三定律开普勒第三定律3、如今我们如何处置天体运动？、如今我们如何处置天体运动？一、地心说一、地心说 托勒密于公元二世纪，托勒密于公元二世纪，提出了本人的宇宙构造提出了本人的宇宙构造学说，即学说，即

5、“地心说。地心说。 地心说以为地球是宇宙地心说以为地球是宇宙的中心，是静止不动的，的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动。星都绕地球运动。 地心说直到地心说直到1616世纪才被世纪才被哥白尼推翻。哥白尼推翻。托托 勒勒 密密二、日心说 哥白尼在哥白尼在1616世纪提出世纪提出了日心说。了日心说。 日心说以为太阳是静日心说以为太阳是静止不动的，地球和其止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。他行星都绕太阳运动。 1543 1543 年哥白尼的年哥白尼的 出版，书出版，书中详细描画了日心说中详细描画了日心说实际。实际。哥哥 白白 尼尼 “日心说战胜了日心说战胜了

6、“地心说，最终真理战胜了错误。在地心说，最终真理战胜了错误。在中知道托勒密：地心宇宙，哥白尼：拦住中知道托勒密：地心宇宙，哥白尼：拦住了太阳，推进了地球。交流讨论，找出了太阳，推进了地球。交流讨论，找出“地心说遭遇的为难和地心说遭遇的为难和“日日心说心说的胜利之处。的胜利之处。 地心说所描画的天体的运动不仅复杂而且问题很多，假设把地地心说所描画的天体的运动不仅复杂而且问题很多，假设把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置，换球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置，换一个角度来思索天体的运动，许多问题都可以处理，行星运动的描一个角度来思索天体的运动，许多问题都可

7、以处理，行星运动的描画也变得简单了。画也变得简单了。 “日心说代表人物：哥白尼，日心说代表人物：哥白尼，“日心说能更完美地解释天体日心说能更完美地解释天体的运动。的运动。 十七世纪，德国人开十七世纪，德国人开普勒在普勒在“日心说的根底上日心说的根底上发现了行星运动的三定律，发现了行星运动的三定律，成为人类对行星运动第一成为人类对行星运动第一次定量表述，为万有引力次定量表述，为万有引力的发现奠定了坚实的根底。的发现奠定了坚实的根底。对恣意一个行星来说，它与太阳的连线在相等对恣意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积面积定律的时间内扫过相等的面积面积定律离太阳近时速度快，离太阳远

8、时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢一切行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期一切行星的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的二次方的比值都相等周期定律kTa23aF2F1地球地球比值比值k k是与行星无关而只与太阳中心天体有关的恒量是与行星无关而只与太阳中心天体有关的恒量 需求留意：需求留意：1开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值此时比值 k 是由行星质量所决议的另一恒量是由行星质量所决议的另一恒量 2行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以以为行星是行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以以为行星是做

9、匀速圆周运动做匀速圆周运动3开普勒定律是总结行星运动的察看结果而总结归纳出开普勒定律是总结行星运动的察看结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是阅历定律，都是从察看行星运来的规律，它们每一条都是阅历定律，都是从察看行星运动所获得的资料中总结出来的动所获得的资料中总结出来的 地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步开展而逐渐建立和完善起来。多德、托勒密进一步开展而逐渐建立和完善起来。 地心说的建立与开展地心说的建立与开展 火星逆行火星逆行日心说的建立与开展日心说的建立与开展在公元前在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就

10、曾经提到过太多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就曾经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完好的日心说宇宙模型是阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完好的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的年发表的中提出的。中提出的。 问题问题3： “日心说战胜了日心说战胜了“地心说，请阅读地心说，请阅读P33-34，找出，找出“地心说遭遇的为难地心说遭遇的为难和和“日心说的胜利之处。日心说的胜利之处。地心说所描画的天体运动不仅复杂而且问题很地心说所描画的天体运动不仅复杂而且问题很多，但假设是日心说天体运动的许多问题都可以处多，但假设是日心说天体运动的许多问题都可以处理，

11、运动的描画也变得简单。理，运动的描画也变得简单。“日心说也并不是绝对正确的日心说也并不是绝对正确的由于太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系是众多星系之一，由于太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系是众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心。所以太阳并不是宇宙的中心。“日心说只是比日心说只是比“地心说更准确地心说更准确一些罢了。一些罢了。第第 谷丹麦谷丹麦开普勒德国开普勒德国问题问题4：古人以为天体做什么运动？：古人以为天体做什么运动？ 丹麦伟大的天文学家第谷延续丹麦伟大的天文学家第谷延续2020年对行星的位置年对行星的位置进展观测并记录了准确的数据。进展观测并记录了准确的数据。第第 谷丹麦谷丹

12、麦开普勒德国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心观二十年的精心观测测8分的误差分的误差 否认否认19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆潜心研讨潜心研讨将一条绳的两端固定在两个定点将一条绳的两端固定在两个定点图钉上，以铅笔拉紧绳子所图钉上，以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。这两个定画出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的间隔之和圆上任一点至两焦点的间隔之和为一定值，既为一定值，既 常数。常数。O O点为对称中心点点为对称中心点, , 称为半长轴；称为半长轴； 称为半称为半短轴；短轴；21PFPFaONOM

13、bOSORcOFOF21阅读课本阅读课本P32 做一做做一做问题问题6：开普勒从那几个方面描画了行星绕太阳运：开普勒从那几个方面描画了行星绕太阳运动的规律？详细表述是什么？动的规律？详细表述是什么？问题问题5：请总结一下椭圆的特点？：请总结一下椭圆的特点？开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：轨道定律开普勒第一定律：轨道定律 一切行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一一切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。个焦点上。M MN N开普勒第二定律：面积定律开普勒第二定律：面积定律 对于恣意一个行星来说，它与对于恣意一个行星来说，它与太阳的连线在

14、相等的时间里扫过的太阳的连线在相等的时间里扫过的面积相等。面积相等。SAB=SCD=SEKSAB=SCD=SEK开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律问题问题7：当行星沿着椭圆运转，行星在近日点和远日点：当行星沿着椭圆运转，行星在近日点和远日点的速率谁大？的速率谁大？R1R2M MN N近日点近日点远日点远日点再试求出近日点和远日点行星的速度大小的比值？再试求出近日点和远日点行星的速度大小的比值？1.425710-141.31410-14开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律太阳太阳地球地球开普勒第三定律：周期定律开普勒第三定律：周期定律 一切行星的轨道的半长轴的一切行星的

15、轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。立方和公转周期的平方成正比。a3/T2=Ka3/T2=Ka开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第三定律：周期定律开普勒第三定律：周期定律 一切行星的轨道的半长轴的一切行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。立方和公转周期的平方成正比。a3/T2=Ka3/T2=Ka开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律K K是一个常量，它与环绕天体无关，仅与中心天体有关。是一个常量，它与环绕天体无关，仅与中心天体有关。开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：轨道定律开普勒第一定律：轨道定律 一切行星绕太阳运动的

16、轨道都是椭圆，太阳处一切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。在椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：面积定律开普勒第二定律：面积定律 对于恣意一个行星来说，它与太阳的连线在对于恣意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间里扫过的面积相等。相等的时间里扫过的面积相等。开普勒第三定律：周期定律开普勒第三定律：周期定律 一切行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的一切行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。平方成正比。a3/T2=K开普勒常量开普勒常量k的大小由中心的大小由中心天体决议。天体决议。三大定律不仅适用于行星，三大定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。也适用于其他天体。问题问题7：实践上行星绕太阳的运动很接近：实践上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处置问圆，在中学阶段，可近似看成圆来处置问题，那么开普勒三定律的方式又如何？题，那么开普勒三定律的方