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1、地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,太阳、月亮以太阳、月亮以及其它行星围绕地球做圆周运动。及其它行星围绕地球做圆周运动。托托 勒勒 密密太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,地球和其它行地球和其它行星都围绕太阳做圆周运动。星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼哥白尼有关天体运动的两种观点有关天体运动的两种观点天体的运动必然是最美的、最和谐的天体的运动必然是最美的、最和谐的匀速圆周运动匀速圆周运动共同观点：共同观点：师徒关系师徒关系第谷，丹麦著名的观测天文第谷，丹麦著名的观测天文学家，经过长期观测，获得学家，经过长期观测，获得了大量的有关行星
2、运动数据。了大量的有关行星运动数据。开普勒，德国理论天文学家，开普勒，德国理论天文学家，历经二十多年，经过对第谷历经二十多年，经过对第谷观测数据的分析，发现了行观测数据的分析，发现了行星运动的三个定律。星运动的三个定律。开普勒轨道定律轨道定律 所有行星所有行星绕太阳运动的轨道都是椭绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上圆，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第一定律开普勒第一定律半长轴abo图钉图钉半短轴了解椭圆了解椭圆焦点焦点开普勒面积定律面积定律 对对任意一个行星任意一个行星来说，它与太阳的连来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律
3、开普勒第二定律由定律内容可知：由定律内容可知：（1 1）行星和太阳的连线扫过的面积大的运动过行星和太阳的连线扫过的面积大的运动过程，运动时间长。程，运动时间长。（2 2）行星在离太阳较近的地方，运行速度较大。行星在离太阳较近的地方，运行速度较大。训练：某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于（ ） AF2 BA CF1 DBA开普勒周期定律周期定律所有行星所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它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。的公转周期的二次方的比值都相等。开普勒第三定律开普勒第三定律开普勒第三定律的表达
4、式开普勒第三定律的表达式a1 1、a a 指椭圆轨道的半长轴，指椭圆轨道的半长轴，T T指行星指行星运动的运动的公转公转周期周期2 2、k k 是一个常数是一个常数，对于绕同一中心，对于绕同一中心天体运动的行星来说，天体运动的行星来说，k k的大小与行的大小与行星无关，星无关，只与中心天体的质量有关只与中心天体的质量有关；中心天体不同中心天体不同k k不同。不同。天天空空的的立立法法者者1 1、开普勒第一定律：所有行星、开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳绕太阳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：、开普勒第二定律：对对任意一
5、个行星任意一个行星来说，它与太阳的连线在相来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积等的时间内扫过相等的面积3 3、开普勒第三定律：所有行星、开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公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。转周期的二次方的比值都相等。一、开普勒行星运动定律一、开普勒行星运动定律表达式：表达式：（行星离太阳越近，运行速度较大）（行星离太阳越近，运行速度较大）训练：有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为。1:2 2【解析解析】： 设两人造地球卫星的轨道半径分别为设两人造地球卫星的轨道半径分别为r
6、r1 1、r r2 2，周期分别为，周期分别为T T1 1、T T2 2，且且r r1 1 ：r r2 2 1 1 ：2 2，则根据开普勒第三定律，则根据开普勒第三定律33122212rrTT所以31133221122 2TrTr比值法处理天体运动1.1.行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于圆心。圆心。2.2.行星绕太阳做匀速圆周运动行星绕太阳做匀速圆周运动3.3.所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等，即的二次方的比值都相等，即32rkT中中学学阶阶段段的的近近似似处处理理方方法法训练：训练：宇
7、宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9 9倍，则倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期宇宙飞船绕太阳运行的周期是（是（ ）A A3 3年年 B B9 9年年C C2727年年 D D8181年年C例1:从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 （ ） A.2:1 B.4:1
8、C.8:1 D.1:4典例分析：B B课堂训练课堂训练训练训练1 1、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ）A A所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B B行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C C离太阳越近的行星的运动周期越长离太阳越近的行星的运动周期越长D D所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次所有行星轨道半长轴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D D训练训练2 2、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说
9、法正说法正确的是（确的是（ ）A A所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B B所有行星绕太阳运动的轨道都是圆所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C C所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同的比值都相同D D所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比A A训练训练3 3、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( )( )A A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B B、行星轨道的半长轴越
10、长，自转周期越大、行星轨道的半长轴越长，自转周期越大 C C、行星轨道的半长轴越长，公转周期越大、行星轨道的半长轴越长，公转周期越大D D、水星离太阳、水星离太阳“最近最近”，公转周期最短，公转周期最短CDCD训练训练4 4、设月球绕地球运动的周期为设月球绕地球运动的周期为2727天，则月天，则月球中心到地球中心的距离球中心到地球中心的距离R R1 1与地球的同步卫星到与地球的同步卫星到地球中心的距离地球中心的距离R R2 2之比即之比即R R1 1RR2 2为为( )( )A A3131B B9191C C271 271 D D181181B B训练训练5 5、如图所示是行星如图所示是行星
11、m m 绕恒星绕恒星 M M 运动的情况示意图，则下运动的情况示意图，则下列说法正确的是列说法正确的是( )( )A A速度最大点是速度最大点是B B点点B B速度最小点是速度最小点是C C点点C Cm m从从A A到到B B做减速运动做减速运动D Dm m从从B B到到A A做减速运动做减速运动C C训练训练6 6、有一个名叫谷神的小行星，质量为有一个名叫谷神的小行星，质量为m m1.001.0010102121 kgkg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.772.77倍，求谷倍，求谷神星绕太阳一周所需要的时间神星绕太阳一周所需要的时间训练7、地球公转
12、轨道半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来度量太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，根据开普勒第三定律，火星公转周期是多少天？课本课本“3636页：问题与练习页：问题与练习”1 1题题课本课本“3636页：问题与练习页：问题与练习”2 2题题训练训练8 8、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，适用于卫星绕行星的运动如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点）的速度它在离地球最近的位置（近
13、地点）和最远的位置（远地点）的速度相比，哪点的速度比较大？相比，哪点的速度比较大？ （）（）A A在近地点的速度大在近地点的速度大B B在远地点的速度大在远地点的速度大C C在近地点的速度和远地点的速度相等在近地点的速度和远地点的速度相等D D不同的卫星情况不同，所以不能确定不同的卫星情况不同，所以不能确定 A课本课本“3636页：问题与练习页：问题与练习”3 3题题训练训练9 9、一种通信卫星需要、一种通信卫星需要“静止静止”在赤道上空在赤道上空的的 某一点，因此它的运行周期必须与地球自转某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同请你估算：通信卫星离地心的距离大周期相同请你估算：通信卫星离地心的距离大约是月心离地心的距离的几分之一约是月心离地心的距离的几分之一 ？（月球的？（月球的公转周期大约为公转周期大约为2727天）天）