《物理》课件 4.1开普勒行星运动定律

4.1开普勒行星运动定律认识历程活动探究原理阐释应用拓展人类对浩瀚无边的宇宙充满了向往，经过漫长而曲折的研究,逐渐揭开了行星运动的神秘面纱。不同的行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点呢?

新课引入新课教学一、人类对行星运动的认识历程两种学说的碰撞地心说日心说新课教学一、人类对行星运动的认识历程二十年的精心观测四年多的刻苦计算8分的误差

怎么回事呢？否定19种假设行星轨道为椭圆开普勒（德国天文学家）第谷（丹麦天文学家）小组讨论分析数据，你得到了什么？活动探究

节气年份春分夏至秋分冬至20223月20日6月21日9月23日12月22日20233月21日6月21日9月23日12月22日20243月20日6月21日9月22日12月21日春天：92天夏天：94天秋天：84天冬天：90天四季的时间是不相等的，地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动。绘制椭圆做一做焦点焦点O半长轴a保证椭圆的周长不变，当椭圆的形状变圆时两焦点间的距离会如何变化？而当焦点重合时，半长轴转变为什么？议一议：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两焦点的距离之和有什么关系？新课教学二、开普勒行星运动定律说明：（1）太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。（2）不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。开普勒第一定律01.

所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。轨道定律新课教学二、开普勒行星运动定律说明：行星越靠近太阳速率越大，越远离太阳速率越小（即：行星在近日点速率大于远日点速率）。开普勒第二定律02.对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。面积定律新课教学二、开普勒行星运动定律开普勒第二定律02.实际上，行星的轨道与圆十分接近，在现阶段的研究中我们可按圆轨道处理。近似处理法新课教学二、开普勒行星运动定律猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟谁有关吗?行星？太阳？开普勒第三定律03.所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。周期定律即：a3/T2=k新课教学二、开普勒行星运动定律开普勒第三定律03.行星/卫星半长轴（km）周期（天）K（m³/s²）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3地球同步卫星0.04241通过下列数据，你能得到什么？k与中心天体(太阳)有关3.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×10181.03×10181.03×1018例题1

北京冬奥会于2022年2月4日晚开幕，晚会根据世界级非物质文化遗产"二十四节气"进行倒计时活动，表现出冬去春来、欣欣向荣的诗意和浪漫。天文学将一年以春分、夏至、秋分、冬至为起点分为四季，2021年的春、夏、秋、冬四个季节的天数分别为93、94、89和89天，如图所示，是春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的大致位置，由图可知判断，地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？地球公转轨道示意图例题2地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半径长轴约等于地球轨道半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现，哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律（

a3/T2=k，其中T为行星绕太阳公转的周期，r为轨道半长轴）估算。它下次飞近地球是哪一年？小组讨论