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1、第六章第六章 万有引力定律万有引力定律一、行星的运动一、行星的运动1 1、地心说、地心说代表人物代表人物：托勒密：托勒密2 2 2 2、日心说、日心说、日心说、日心说代表人物代表人物：哥白尼：哥白尼 地心说：地心说：日心说：日心说：地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心。地球是静止不动的，。地球是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教关于地球是宇宙的中心的说法。符合宗教关于地球是宇宙的中心的说法。统治很长时间的原因：统治很长时间的原因：太阳是宇宙的中心。太阳是静止不动的，太阳是宇宙的中心。太阳是静止不动的，
2、地球和其它行星都绕太阳转动地球和其它行星都绕太阳转动 。一、行星的运动一、行星的运动日心说的建立与发展日心说的建立与发展 在公元前在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的年发表的天体运行论天体运行论中提出中提出的。的。基本观点：基本观点：1、太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆金星、火星、
3、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。形轨道上匀速率地绕着太阳公转。2、月球是地球的卫星，它在以地球为中心的月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。公转。3、地球每天自转一周，天穹实际上不转动，地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西每天东升西落的现象。落的现象。人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二
4、 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必
5、修二行星的运动公开课-PPT-PPT1 1、丹麦天文学家第谷、丹麦天文学家第谷 的探索的探索:在哥白尼之后，第谷连续在哥白尼之后，第谷连续2020年对行星的位置进行年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是谷之前，人们测量天体位置的误差大约是1010，第谷，第谷把这个不确定性减小到把这个不确定性减小到22。得出行星绕太阳做匀速圆。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。周运动的模型。其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动
6、理论。完善，建立了最初的天体运动理论。二、对天体运动进一步的研究二、对天体运动进一步的研究人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT2 2、德国天文学家开普勒的研究：、德国天文学家开普勒的研究：总结了他的导师第谷的总结了他的导师第谷的全部观测资料，在
7、他最初研全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差的观察数据相差8 8，而当时，而当时第谷公认的误差位第谷公认的误差位2 2,开普勒开普勒想想,这这8 8 可能就是认为行星绕可能就是认为行星绕太阳匀速圆周运动造成的。太阳匀速圆周运动造成的。后来他花了四年时间一遍一后来他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，通过计遍地进行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现了行星算这一怀疑使他发现了行星运动三大定律。运动三大定律。人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必
8、修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT 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分的误差分的误差 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怎么回事呢潜心研究潜心研究 否定否定19 19 种假设种假设人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2
9、525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT 开普勒三定律开普勒三定律人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物
10、理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT人教版高中物理必修二行星的运动公开课人教版高中物理必修二行星的运动公开课-PPT-PPT开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：开普勒第一定律：（椭圆轨道定律）（椭圆轨道定律）人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：开普勒第一定律：（椭圆轨道定律）（椭圆轨道定律）人教版高中物理必修二人教版高中物
11、理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)开普勒开普勒开开普普勒勒第第二二定定律律 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人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)（面积定律）（面积定律）对于每
12、一个行星而言，太阳和行星的连线在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tABAB=tCD CD=tEK EK，则sABAB=sCD CD=sEKEK 开普勒第二定律开普勒第二定律SEKABCDEKSABSCD人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)对任意一个行星来说，它与太阳的连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。线在相等的时间内扫过相
13、等的面积。远处远处速度慢速度慢近处近处速度快速度快人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)人教版高中物理必修二人教版高中物理必修二 6.16.1行星的运动行星的运动(共共2525张张PPT)PPT)开普勒第三定律开普勒第三定律(周期定律周期定律)所有行星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。的比值都相等。表达式：表达式：R R3 3T T2 2=k=k半长轴半长轴行星绕太阳公转行星绕太阳公转的周期的周期半长轴半长轴RACB小结：小结：开普勒第一定律
14、（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些
15、椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点
16、速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）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所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。即有即有即有即有即有即有:R RR1 113 33/R RR2
17、 223 33=T=T=T1 112 22/T T T2 222 22注意注意注意注意注意注意:k:k:k:k:k:k的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。或或或或或或:R R R3 33/T/T/T2 22=k=k=k行星轨道行星轨道焦点焦点太阳太阳短短短短短短轴轴轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴长轴长轴太阳太阳 多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；太阳处在圆心；对某一行星来说，它绕太阳做圆周运对某
18、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，即动的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；行星做匀速圆周运动；所有行星轨道半径的三次方跟它的公转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。周期的二次方的比值都相等。在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：开普勒定律不仅适用于行星，也适开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值用于卫星，只不过此时比值 k k 是由行星是由行星质量所决定的另一恒量质量所决定的另一恒量 k值与中心天体有关，而与环绕天体无关值与中心天体有关，而与环绕天体无关中
19、学阶段的研究中能够按圆处理中学阶段的研究中能够按圆处理 春春92天天夏夏94天天秋秋89天天冬冬90天天探究探究(自然现象自然现象)：行星运动绕太：行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？阳运动的轨道是什么形状？课后练习课后练习:1.下列说法正确的有下列说法正确的有 ()()A 太阳系中的八大行星有一个共同的轨道太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点焦点 B 行星的运动方向总是沿着轨道的切线方行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向向 C 行星的运动方向总是与它和太阳的连线行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直垂直 D 日心说的说法是正确的日心说的说法是正确的 A B2.关于关于行星的运动行星的运动,
20、下列说法正确的有是下列说法正确的有是()A 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,自转的周期就大自转的周期就大B 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大公转的周期就越大C 行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短,公转的周期就大公转的周期就大 D 以上都不对以上都不对B3.3.开普勒关于行星运动的公式开普勒关于行星运动的公式R R3 3/T/T2 2=k=k,以下理解正确的是以下理解正确的是()()A k k是一个与行星无关的常量是一个与行星无关的常量 B k k代表行星运动的轨道半径代表行星运动的轨道半径 C T T代表行星运动的自转周期代表行星运动的自转周期 D T
21、 T代表行星绕太阳运动的公转周期代表行星绕太阳运动的公转周期AD4、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、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、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中 心处。心处。C、离太阳越近的行星运动周期越长。、离太阳越近的行星运动周期越长。D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周、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。期的二次方的比值都相等。D5、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期、行星绕恒星的运动轨道如果是
22、圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则则常数常数k的大小的大小()A.只与恒星的质量有关只与恒星的质量有关 B.与恒星的质量及行星的的质量有关与恒星的质量及行星的的质量有关 C.只与行星的质量有关只与行星的质量有关 D.与恒星的质量及行星的的速度有关与恒星的质量及行星的的速度有关 小结：小结：R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是，无论是对于不同行星绕太阳转还是 对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是只是k值不同，值不同，k与行星或卫星无关，仅与中与行星或卫星无关，仅与中 心天体有关。心天体有关。A6.6.在古代在古代,人们对天体的运动存在着人们对天体的运动存在着“地心说地心说”和和“日心说日心说”两种对立两种对立的看法的看法,“地心说地心说”认为认为_是宇是宇宙的中心宙的中心,是静止不动的是静止不动的;“日心说日心说”认为认为_是静止不动的是静止不动的;这两种这两种认识都是认识都是_(_(正确或错误正确或错误)的的地球地球太阳太阳错误错误