高中物理人教版必修二行星的运动课件.pptx

1、2022-11-5高中物理人教版必修二高中物理人教版必修二行星的运动行星的运动仰望星空仰望星空 仰望星空仰望星空 我仰望星空，我仰望星空 它是那样寥廓而深邃；它是那样自由而宁静；那无穷的真理，那博大的胸怀，让我苦苦地求索、追随。让我的心灵栖息、依偎。我仰望星空，我仰望星空，它是那样庄严而圣洁；它是那样壮丽而光辉；那凛然的正义，那永恒的炽热，让我充满热爱、让我心中燃起希望的烈感到敬畏。焰、响起春雷。温家宝 阅读阅读&思考思考阅读提纲：阅读提纲：1.古代人们对天体运动存在那些观点及它们的发展过程是怎样的？2.什么是“地心说”，什么是“日心说”？3.哪种学说占统治的时间较长？4.两种学说争论的结果是

2、什么？地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者者欧多克斯欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经在公元前三世纪提出，后来经托勒密托勒密（90-168）进）进一步发展而逐渐建立和完善起来。一步发展而逐渐建立和完善起来。由于地球的自转，我由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是

3、地绕地球转动的。这就是地心说。心说。1 1、地心说、地心说(Geocentric Universe)Geocentric Universe)托托 勒勒 密密 地球是世界的中心地球是世界的中心,并且静止不并且静止不动动,一切行星围绕地球做圆周运动一切行星围绕地球做圆周运动一、行星的运动一、行星的运动 随着天文观测不断进随着天文观测不断进步，步，“地心说地心说”暴露出许暴露出许多问题。逐渐被多问题。逐渐被波兰波兰天文天文学家学家哥白尼哥白尼(1473-1543)提出提出的的“日心说日心说”所取代。所取代。波兰天文学家哥白尼波兰天文学家哥白尼经过经过近四十年近四十年的观测和计的观测和计算，于算，于1

4、543年出版了年出版了“天天体运行论体运行论”正式提出正式提出“日日心说心说”。2 2、日心说、日心说(Solarcentric Universe)(Solarcentric Universe)太阳是世界的中心太阳是世界的中心,并且静止不并且静止不动动,一切行星都围绕太阳做圆周运。一切行星都围绕太阳做圆周运。哥白尼哥白尼一、行星的运动一、行星的运动地心说地心说日心说日心说代表人物代表人物基本论点基本论点 缺缺 点点托勒密托勒密哥白尼哥白尼地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心，是静止不动的，是静止不动的宇宙的中心宇宙的中心是太阳是太阳描述天体的运动描述天体的运动遇到了困难遇到了困难太阳不是宇宙的中太

5、阳不是宇宙的中心，行星绕太阳的心，行星绕太阳的运动轨道不是圆运动轨道不是圆古人对天体运动的看法古人对天体运动的看法第第谷的天文学观测谷的天文学观测哥白尼哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由观测工作是由丹麦丹麦的的第第谷谷.布拉赫布拉赫（1546-1601）进行的。）进行的。仙后座的新星爆发仙后座的新星爆发第第 谷（丹麦）谷（丹麦）开普勒（德国）开普勒（德国）四年多的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测8分的误差 否

6、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呢潜心研究潜心研究年年 份份春春 分分夏夏 至至秋秋 分分冬冬 至至2008 3月20日6月21日9月22日 12月22日2009 3月20日6月21日9月23日 12月22日2010 3月21日6月21日9月23日 12月22日表一：各年四节气具体日期统计表分析数据，你得到了什么？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一、行星的运动一、行星的运动开普勒开普勒开普勒第一定开普勒第一定律律一、行星的运动一、行星的运动做一做做一

7、做o焦点焦点焦点焦点半长轴半长轴a椭圆上某点到两个焦点椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另的距离之和与椭圆上另一点到两焦点的距离之一点到两焦点的距离之和有什么关系和有什么关系?保证椭圆的周长不变保证椭圆的周长不变,当椭圆的形状变圆时当椭圆的形状变圆时,两焦点两焦点间的距离回如何变化间的距离回如何变化?半长轴半长轴a的长度呢的长度呢?仔细观察地球绕太阳转动模型图，你得了到什么？快慢：近日点运行快 远日点运行慢开普勒开普勒开普勒第二定开普勒第二定律律 对于每一个行星而言，太阳和行星的对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积联线在相等的时间内扫过相等的面积一、行星的运动一

8、、行星的运动行星行星/卫星卫星半长轴（半长轴（km）周期（天）周期（天）K（m/s）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同步卫星0.042413.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3710183.3710181.0310131.031013动手算一算动手计算后，你得到了什么？所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等K值与环绕天体无关，与中心天体有关开普勒开普勒开

9、普勒第三定开普勒第三定律律所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值（跟公转周期的二次方的比值（k）都相等都相等一、行星的运动一、行星的运动 在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心2.对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积3 3.所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动3.3.所有行星的轨道

10、的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等 即即R R/T/T=k=k例例.有两个人造地球卫星，有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半它们绕地球运转的轨道半径之比是径之比是1 1：2 2，则它们绕，则它们绕地球运转的周期之比为地球运转的周期之比为 。22:1 十六年了十六年了!我终于走向光明，我终于走向光明，认识到得真理远远超出我的热切期认识到得真理远远超出我的热切期望。大事告成，书已写出，可能当望。大事告成，书已写出，可能当代就会有人读它，也可能要到后世代就会有人读它，也可能要到后世才有人读它，甚至可能要等一个世才有人读它，

11、甚至可能要等一个世纪才有读者，就像上帝等了六千年纪才有读者，就像上帝等了六千年才有信奉者一样，这我就管不着了才有信奉者一样，这我就管不着了。开普勒行星运动定律的建立过程开普勒行星运动定律的建立过程我曾测量天空，我曾测量天空，现在测量幽现在测量幽冥。冥。灵魂飞向天灵魂飞向天国，国，肉体安息土肉体安息土中。中。开普勒行星运动定律的建立过程开普勒行星运动定律的建立过程开普勒自撰的墓志铭开普勒自撰的墓志铭p如果没有如果没有1616年的艰辛探索，开年的艰辛探索，开普勒的情感体验是否有这样强普勒的情感体验是否有这样强烈？在你的生命历程中，有类烈？在你的生命历程中，有类似的情感体验吗？似的情感体验吗？开普勒

12、行星运动定律的建立过程开普勒行星运动定律的建立过程 十六年了十六年了!我终于走向光明，我终于走向光明，认识到得真理远远超出我的热切期望。认识到得真理远远超出我的热切期望。开普勒行星运动定律的建立过程开普勒行星运动定律的建立过程太阳系八颗行星及冥王星的轨道太阳系八颗行星及冥王星的轨道 天文学家哈雷曾经在天文学家哈雷曾经在16821682年跟踪过一颗彗年跟踪过一颗彗星，并预言这颗彗星将每隔一定时间就星，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，该彗星会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为被命名为哈雷彗星哈雷彗星。开普勒行星运动定律的意义开普勒行星运动定律的意义1986年回归时年

13、回归时的哈雷彗星的哈雷彗星 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动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。哈雷轨道则是一个非常扁的椭圆。哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的半径的1818倍，它将每隔一定时间就倍，它将每隔一定时间就会出现。哈雷彗星最近出现的时间会出现。哈雷彗星最近出现的时间是是19861986年，请你根据开普勒行星运年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球动第三定律估算，它下次飞近地球是哪一年？是哪一年？开普勒行星运动定律的意义开普勒行星运动定律的意义 史记史记秦始皇本纪秦始皇本纪记载的秦始皇七记载的秦始皇七年（公

14、元前年（公元前240240年）的彗星，各国学年）的彗星，各国学者认为这是世界上最早的哈雷彗星者认为这是世界上最早的哈雷彗星记录。从那时起到记录。从那时起到19861986年，哈雷彗年，哈雷彗星共回归了星共回归了3030次，我国史籍和地方次，我国史籍和地方志中都有记录。志中都有记录。世界天文史学界公认，我国对哈雷世界天文史学界公认，我国对哈雷彗星观测记录久远、详尽，无哪个国家彗星观测记录久远、详尽，无哪个国家可比。可比。开普勒行星运动定律的意义开普勒行星运动定律的意义 一种通信卫星需要一种通信卫星需要“静止静止”在赤道在赤道上空的某一点，这种卫星叫做地上空的某一点，这种卫星叫做地球球同步卫星同步

15、卫星。开普勒行星运动定律的意义开普勒行星运动定律的意义 地球同步卫星的运行周期与地球地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同。请你估算：同自转周期相同。请你估算：同步卫星离地心的距离大约是月步卫星离地心的距离大约是月心离地心距离的几分之一？（心离地心距离的几分之一？（月球绕地球运动的周期约为月球绕地球运动的周期约为2727天）天）开普勒行星运动定律的意义开普勒行星运动定律的意义1 1、开普勒第一定律（轨道定律）、开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（面积定律）、开普勒第二定律（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等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。的时间内扫过相等的面积。3 3、开普勒第三定律（周期定律）、开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的三所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等次方跟公转周期的平方的比值都相等 k 的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。短轴短轴长轴长轴小结小结32RkTR