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高一物理行星的运动


新课标人教版课件系列

《高中物理》
必修2

7.1《行星的运动》

教学目标
? 知识与技能 ? 1.知道地心说和日心说的基本内容. ? 2.知道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. ? 3.知道所有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,且这个比值与行星的质量无关, 但与太阳的质量有关. ? 4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理 是来之不易的. ? 过程与方法 ? 通过托勒密、哥白尼、第谷· 布拉赫、开普勒等几位科 学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲 折性并加深对行星运动的理解.

? 情感、态度与价值观 ? 1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识 自然规律的科学方法. ? 2.感悟科学是人类进步不竭的动力. ? 教学重点 ? 理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动.学 好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类 认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习. ? 教学难点 ? 对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习 可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识. ? 教学方法 ? 探究、讲授、讨论、练习 ? 教具准备 ? 挂图、多媒体课件

太阳系

古人对天体运动有 哪些看法?

科学的足迹
1、地心说
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。

科学的足迹
2、日心说
哥白尼:拦住了太阳,推动了地球 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。

科学的足迹
3、日心说的进一步完善
(1)天才观察者: 第谷·布拉赫
第 谷(丹麦)

把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/

科学的足迹
3、日心说的进一步完善
? (2) 开普勒: ? 真理超出希望

开普勒行星运动三定律

[探究1] 行星运动绕太阳运动的轨道是 什么形状?

圆?
地球

年份
2004 2005 2006

春分
3/20 3/20 3/21

夏至
6/21 6/21 6/21
夏94天

秋分
9/23 9/23 9/23

冬至
12/21 12/21 12/21
冬90天

春92天

秋89天

秋冬两季比春夏两季时间短

若是匀速圆 周运动??

开普勒(德国)

↓ ↓
否定19 种假设

第 谷(丹麦)

四年多的刻苦计算 → 8分的误差 ← 二十年的精心观测




行星轨道为椭圆

假设地球绕太阳的运动是一个椭 圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的 特点,得在秋分到冬至再到春分的时 间比从春分到夏至再到秋分的时间短, 所以秋冬两季比春夏两季要短。

开普勒行星运动规律

开普勒第一定律:
所有行星绕太阳的轨道都是 椭圆,太阳处在椭圆的一个焦 点上。
太阳


焦点

焦点

开普勒行星运动规律

开普勒第二定律:
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。

近处速 度快

远处速度 慢

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。

半长轴
a3 表达式: = k T2

行星绕太阳公转的 周期

探究2:
行星 半长轴(x106km) 公转周期(天) 57 87.97 水星 108 225 金星 149 365 地球 228 687 火星 778 4333 木星 1426 10759 土星 2869 30686 天王星 4495 60188 海王星 0.0424 1 同步卫星 0.3844 27.322 月球 K值
3.36×1018 3.35×1018 3.31×1018

3.36×1018

结 论
k值与中心天体有关, 而与环绕天体无关

观察九大行星图思考
1、冥王星离太阳 “最远”,绕太阳运 动的公转周期最长, 对吗? 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?

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?

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。

? [课堂训练] ? 1.下列说法正确的 是…………………………( ) ? A.地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行 星都绕地球运动 ? B.太阳是宇宙的中心,所有天体都绕太阳运动 ? C.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太 阳运动 ? D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现 在看来都是不正确的

?

分析;“地心说”是错误的,所以A不正 确.太阳系在银河系中运动,银河系也在 运动,所以,B、C不正确,D正确.

2、神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动,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特殊椭圆轨道运动,椭圆和 地球表面在B点相切,如图所示,如果地球半径 为R,求飞船由A点到B点所需的时间。
R

课堂训练

B

R0

A

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