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高中物理必修2 第六章第一节 《 行星的运动》课件


第一节 行星的运动

课件制作: 课件制作:徐州市高级中学王佩銮

思考: 思考:
1.古代人对天体运动存在哪些看法? 古代人对天体运动存在哪些看法? 古代人对天体运动存在哪些看法

2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么? 地心说” 地心说 日心说”的观点分别是什么?

3.哪种学说统治时间更长?为什么? 哪种学说统治时间更长?为什么 哪种学说统治时间更长

地心说

托勒密的“地心说” 托勒密的“地心说”体系

地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。 地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古 希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出, 希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出,后来经托勒密 (90-168)进一步发展而逐渐建立和完善起来。 )进一步发展而逐渐建立和完善起来。

地心模型

地心模型

亚里士多德

■日心说 日心说

哥白尼的“日心说” 哥白尼的“日心说”体系

约在公元前260年,古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出 年 约在公元前 了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的, 了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的,是来自 波兰的哥白尼( 波兰的哥白尼(1473-1543)。 )。

日心说模型

哥 白 尼 观 测 用 的 天 文 仪 器

哥白尼雕像(加沙) 哥白尼雕像(加沙)

十六世纪“日心说”创立之前的一千多年中, 十六世纪“日心说”创立之前的一千多年中, 地心说”一直占统治地位, “地心说”一直占统治地位,并长期为教会 所利用,宣称恒星天上面是最高天, 所利用,宣称恒星天上面是最高天,也就是 天神的住所。 天神的住所。由于这一学说没有反映行星运 动的本质,经不起长时间的观测检验, 动的本质,经不起长时间的观测检验,后来 为哥白尼“日心说”所推翻。 为哥白尼“日心说”所推翻。

地球是宇宙的中心。地球是静止不动的, 地球是宇宙的中心。地球是静止不动的, 地心说: 地心说: 、月亮以及其它行星都绕地球运动。 太阳、 太阳 月亮以及其它行星都绕地球运动。

太阳是静止不动的, 太阳是静止不动的,地球和其它行星都 日心说: 日心说:绕太阳转动 。 地心说统治很长时间的原因: 地心说统治很长时间的原因: ①符合人们的日常经验; 符合人们的日常经验; 符合宗教地球是宇宙的中心的说法。 ②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。

思考:
“日心说”的观点绝对正确吗? 日心说”的观点绝对正确吗? 日心说

若是匀速圆 周运动……

开普勒(德国)

怎么回事 呢……? 第 谷(丹麦)

潜心研究 ↓
四年多的刻苦计算


二十年的精心观测 8分的误差 分的误差 否定19 否定 种假设

↓ 行星轨道为椭圆

开普勒第一定律

(轨道定律) 轨道定律)

所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆, 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。 太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

面积定律) 开普勒第二定律(面积定律) 对于每一个行星而言, 对于每一个行星而言,太阳和行星的连线在 相等的时间内扫过相等的面积。 相等的时间内扫过相等的面积。 若tAB tCD = tEK ,则sAB sCD = sEK AB= CD EK AB= CD EK

开普勒第二定律( 开普勒第二定律(图) t3
近 日 点 b

太阳 t4 v ﹥v
b a

t2 日 a 点 t1



开普勒第三定律
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都相等。 周期的二次方的比值都相等。 即:R3 / T 2 = k
K是一个只决定于被绕天体(中心天体)质量的物理量 是一个只决定于被绕天体(中心天体) 是一个只决定于被绕天体

(周期定律) 周期定律)

R

太阳系
九大行星绕太阳运动的情景

中学阶段对行星运动的研究(圆周)
将椭圆运动简化为圆周运动,则有: 1、多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆, 太阳处在圆心。 2、对某行星而言,它绕太阳做为圆周运动的 角速度不变,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 期的平方成的比值都相等。

课堂小结
一、地心说与日心说 1、地球是中心→太阳及所有天体绕地球做圆周运动。 、地球是中心 太阳及所有天体绕地球做圆周运动 太阳及所有天体绕地球做圆周运动。 2、太阳是中心 所有行星绕太阳做圆周运动。 所有行星绕太阳做圆周运动。 、太阳是中心→所有行星绕太阳做圆周运动 二、开普勒行星运动三定律(椭圆) 开普勒行星运动三定律(椭圆) 1、第一定律(轨道定律) 、第一定律(轨道定律) 2、第二定律(面积定律) 、第二定律(面积定律) 3、第三定律(周期定律) R 3/ T2 =k 、第三定律(周期定律) 是一个只与中心天体质量有关的物理量) (K是一个只与中心天体质量有关的物理量) 是一个只与中心天体质量有关的物理量 三、中学阶段行星运动三定律(圆) 中学阶段行星运动三定律(

3 R冥 2 T冥

=

3 R地 2 T地

例题
例1、九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆, 、九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆, 各星球半径和轨道半径的大小如下表所示: 各星球半径和轨道半径的大小如下表所示:
水 行星名称 金 地 火 木 土 天 海 冥 星 星 球 星 星 星 王 王 王 星 星 星

25.6 24. 1.15 星球半径 2.4 6.0 6.3 3.4 71 60. 6 4 5 7 0 . 3 8 (×10 m) 5 28.7 45. 59.1 轨道半径 0.5 1.0 1.5 2.2 7. 14. 11 7 8 0 8 7 3 0 (×10 m) 9 8 从表中所立数据可以估算出冥王星的公转周期最接近于( ) A. 4年 B. 40年 C. 140年 D. 240年 从表格中查得冥王星和地球的轨道半径,应用开普勒第三定律求解。 提示 从表格中查得冥王星和地球的轨道半径,应用开普勒第三定律求解。 解析 根据开普勒第三定律有 从表格中查得, 故冥王星的公转周期, 正确选项为D。 ,

某行星绕太阳沿椭圆轨道运行,它的近日点A到太阳的距离为r, 例2 某行星绕太阳沿椭圆轨道运行,它的近日点 若行星经过近日点时的速度为vA,求该行星经过远日点时的速度vB的大小 应用开普勒第二定律求解。 提示 应用开普勒第二定律求解。

根据开普勒第二定律,行星绕太阳沿椭圆轨道运动时, 解析 根据开普勒第二定律,行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积 分别以近日点A和远日点B为中心,取一个很短的时间△t,在该时间内扫过的面积如图中的两个曲边三角 可把这段时间内的运动看成匀速率运动,从而有
1 1 rv A ?t = Rv B ?t 2 2
vB B

R A vA

。 所以,该行星经过远日点时的速度大小为

图1-2

vB =

r vA R

巩固练习
太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动,若设它们的轨道为圆形,若有两颗 行星的轨道半径比为R1:R2=2:1,他们的 质量比为M1:M2=4:1,求它们绕太阳运动 的周期比T1:T2? 解:
T1 = 8=2 2 T2


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