2018年高中物理第六章万有引力与航天6.1行星的运动课件.pptx
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1、1.行星的运动,自我检测,自主阅读,一、两种对立的学说 1.地心说: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。 2.日心说:太阳是宇宙的中心,是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动。 3.地心说和日心说两种学说共同的局限性是什么? 答案:都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。,自我检测,自主阅读,二、开普勒行星运动定律 1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在这些椭圆的一个焦点上。 2.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。 3.第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公
2、转周期的二次方的比值都相等。其表达式为 ,其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是一个对所有行星都相同的常量。,自我检测,自主阅读,三、行星运动的一般处理方法 行星的轨道与圆十分接近,中学阶段按圆轨道来处理,运动规律可描述为: 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,表达式为 。,4.开普勒定律对万有引力定律的发现有什么意义? 答案:开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。,自我检测,自主阅读,
3、1.正误辨析 (1)行星绕太阳运动一周的时间内,它离太阳的距离是不变的。( ) 解析:行星绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳在椭圆的一个焦点上,所以行星到太阳的距离是变化的。 答案: (2)地球绕太阳运动的速率是变化的。( ) 答案: (3)公式a3T2=k,只适用于轨道是椭圆的运动。( ) 解析:公式a3T2=k,既适用于做椭圆运动的行星,也适用于做圆周运动的行星。 答案: (4)行星的轨道半径越大,其公转周期就越长。( ) 答案:,自我检测,自主阅读,2.地心说和日心说是两种截然不同的观点,现在看来这两种观点哪一种是正确的? 答案:两种观点受人们意识的限制,是人类发展到不同历史时期的产物。两种观
4、点都具有历史局限性,现在看来都是不完全正确的。 3.开普勒定律除适用于行星绕太阳的运动外还适用于其他天体绕中心天体的运动吗? 答案:适用。开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于其他天体绕中心天体的运动,如卫星绕地球的运动。,知识点一,知识点二,问题导引 如图所示,地球绕太阳运行的示意图,图中椭圆表示地球的公转轨道,A、B、C、D分别表示春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置,试分析说明一年之内北半球秋冬两季比春夏两季要少几天的原因。 要点提示地球绕太阳运行时,对于北半球的观察者而言,秋冬季节地球在近日点运动,经过CDA这段曲线;在春夏季节地球经过ABC这段曲线,根据开普勒第二定律,地球
5、在秋冬季节比在春夏季节运动得快一些,时间相应就短一些。一年之内,春夏两季共184天,秋冬两季只有181天。,知识点一,知识点二,知识归纳 1.从空间分布认识 行星的轨道都是椭圆,不同行星轨道的半长轴不同,即各行星的椭圆轨道大小不同,但所有轨道都有一个共同的焦点,太阳在此焦点上。因此第一定律又叫椭圆轨道定律,如图所示。,知识点一,知识点二,2.从速度大小认识 (1)如图所示,如果时间间隔相等,即t2-t1=t4-t3,由开普勒第二定律知,面积SA=SB,可见离太阳越近,行星在相等时间内经过的弧长越长,即行星的速率越大。因此开普勒第二定律又叫面积定律。 (2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近
6、点、最远点,所以同一行星在近日点速度最大,在远日点速度最小。,知识点一,知识点二,(1)在图中,半长轴是AB间距的一半,不要认为a等于太阳到A点的距离;T是公转周期,不要误认为是自转周期,如地球的公转周期是一年,不是一天。 (2)行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系,椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越长;反之,其公转周期越短。 (3)该定律不仅适用于行星,也适用于其他天体。例如,绕某一行星运动的不同卫星。 (4)研究行星时,常数k与行星无关,只与太阳有关。研究其他天体时,常数k只与其中心天体有关。,知识点一,知识点二,画龙点睛 开普勒第一定律定性说明了行星的运动轨道的特点,开普勒第二定律
7、定量描述了同一行星在与太阳距离不同时运动快慢的规律,开普勒第三定律定量描述了不同行星运动周期与轨道半长轴的关系。,知识点一,知识点二,典例剖析 【例1】 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积,知识点一,知识点二,解析:根据开普勒行星运动定律,火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行时,太阳位于椭圆的一个焦点上,选项A错误;行星绕太阳运行的轨道不同,周期不同
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