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1、会计学1行星运动资料行星运动资料6.16.16.16.1行星的运动行星的运动第1页/共34页学习目标学习目标1、能复述人类对行星运动规律的认识、能复述人类对行星运动规律的认识历程。历程。2、能说出开普勒行星运动定律及其简、能说出开普勒行星运动定律及其简化描述。化描述。3、能够用开普勒行星定律进行相关计、能够用开普勒行星定律进行相关计算。算。第2页/共34页独立自学独立自学1、“地心说”的观点是什么？2、“日心说”的观点是什么？3、开普勒三定律的内容是什么？为了简化计算，我们可以行星的椭圆轨道近似看作是圆轨道，这时，我们怎样描述行星运动的规律呢？阅读课本P32-P33，思考下列问题：第3页/共3
2、4页 引导探究一：椭圆的焦点、半长轴和半短轴第4页/共34页开普勒轨道定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是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椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒第一定律引导探究二第5页/共34页开普勒面积定律 对于任意一个行星而言，它和太阳的联线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律第6页/共34页离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢行星运行的速度变化有什么规律呢?第7页/共34页开普勒周期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开普勒第三定律第8页/共34页开普勒第三定律a 指椭圆轨道的半长轴，T指行星绕太阳公转
3、运动的周期公式表述：第9页/共34页探究：行星行星半长轴半长轴(x106km)公转周期公转周期(天天)K值值(m3/s2)水星水星57.987.97金星金星108225地球地球149365火星火星228687木星木星7784333土星土星143010759天王星天王星287030686海王星海王星450060188同步卫星同步卫星0.04241月球月球0.384427.3223.3610183.3510183.3110183.3610183.3710183.3810183.3410183.3710181.0210131.021013k 与什么有关呢？结论：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关第
4、10页/共34页 观察八大行星图思考2、金星与地球都在绕太阳运转,那么金星上的一年肯定比365天短吗?1、海王星离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？第11页/共34页行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(106km)轨道半短轴轨道半短轴b(106km)水星水星57.956.7金星金星108.2108.1地球地球149.6149.5火星火星227.9 226.9木星木星778.3777.4土星土星1427.01424.8天王星天王星2882.32879.1海王星海王星4523.94523.8八大行星轨道数据表d d太阳太阳=1.3910=1.39106 6 kmkm行星直径行星直径
5、 d(106km)0.00480.0120.0130.00680.1430.120.00510.0049第12页/共34页n n实际上行星绕太阳的运动实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式那么开普勒三定律的形式又如何？又如何？第13页/共34页1.1.行星绕太阳运动的轨行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处道十分接近圆，太阳处在在圆心圆心圆心圆心1.1.所有的行星围绕太阳运所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点处在所有椭圆的一个焦点上上2.2.对于每
6、一个行星而言，对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等太阳和行星的联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.所有行星的轨道的半长所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等二次方的比值都相等2.2.对于某一行星来说，对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度角速度（或线速度大小大小）不变，即行星做不变，即行星做匀速圆匀速圆匀速圆匀速圆周运动周运动周运动周运动3.3.所有行星的轨道的半所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相期的二次方的比值都相等，即等，即R R R
7、R/T/T/T/T=k=k=k=k引导探究三：引导探究三：开普勒三定律的近似描述开普勒三定律的近似描述？第14页/共34页n n练习某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为()当堂诊学第15页/共34页n n【解析】如图611所示，A、B分别表示远日点、近日点，由开普勒第二定律知，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间t，则有：vatavbtb，所以vb va.n n【答案】C规律总结：把握开普勒第二定律中太阳和行星的连线在相等的时间里扫过相等的面积是解题的关键第16页/共34页有两个人造地球卫
8、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 。当堂诊学第17页/共34页n n题型题型题型题型2 2 开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用n n例例例例2 2如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫星星星星A A沿椭圆轨道沿椭圆轨道沿椭圆轨道沿椭圆轨道1 1运动，卫星运动，卫星运动，卫星运动，卫星B B沿圆轨道沿圆轨道沿圆轨道沿圆轨道2 2运动，运动，运动，运动，已知椭圆轨道已知椭圆轨道已知椭圆轨道已知椭圆轨道1 1近地
9、点与地心的距离为近地点与地心的距离为近地点与地心的距离为近地点与地心的距离为a a，远地，远地，远地，远地点与地心的距离为点与地心的距离为点与地心的距离为点与地心的距离为b b，椭圆轨道，椭圆轨道，椭圆轨道，椭圆轨道1 1在远地点与圆在远地点与圆在远地点与圆在远地点与圆形轨道形轨道形轨道形轨道2 2相切，则两卫星运动的周期之比相切，则两卫星运动的周期之比相切，则两卫星运动的周期之比相切，则两卫星运动的周期之比T TA A:T TB B_._.当堂诊学第18页/共34页第19页/共34页n n规律总结：开普勒第三定律是规律总结：开普勒第三定律是解决有关天体运动问题的重要方解决有关天体运动问题的重
10、要方法，对于圆轨道与椭圆轨道同样法，对于圆轨道与椭圆轨道同样适用，尤其是涉及与椭圆轨道有适用，尤其是涉及与椭圆轨道有关的问题时更显其优越性；使用关的问题时更显其优越性；使用时要注意式中的时要注意式中的a对于圆轨道指对于圆轨道指轨道半径，对于椭圆轨道则指半轨道半径，对于椭圆轨道则指半长轴长轴第20页/共34页目标升华通过本节课的学习我们知道通过本节课的学习我们知道1、能复述人类对行星运动规律的认识历程。2、能说出开普勒行星运动定律及其简化描述。3、能够用开普勒行星定律进行相关计算。第21页/共34页关于“日心说”和“地心说”的一些说法中，正确的是()A地球是宇宙的中心，是静止不动的B“太阳从东方
11、升起，在西方落下”，这说明太阳绕地球转动，地球是不动的C如果认为地球是不动的(以地球为参考系)，行星运动的描述不仅复杂且问题很多D如果认为太阳是不动的(以太阳为参考系)，则地球和其他行星都在绕太阳转动练习1CD 清学练习第22页/共34页n n解析：“太阳从东方升起，在西边落下”，是地球上的人以地球为参考系观察的结果，并不能说太阳绕地球转动，因为运动是相对的，参考系不同，对运动的描述也不同n n答案：CD第23页/共34页n n关于行星的运动，以下说法正确的是关于行星的运动，以下说法正确的是()n nA A行星轨道的半长轴越长，自转周期越大行星轨道的半长轴越长，自转周期越大n nB B行星轨道
12、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n nC C水星的半长轴最短，公转周期最长水星的半长轴最短，公转周期最长n nDD海王星离太阳海王星离太阳“最远最远”，绕太阳运动的公转周期最长，绕太阳运动的公转周期最长练习2第24页/共34页n n解析：根据开普勒第三定律：所有行星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，即a3/T2k.所以行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大；行星轨道的半长轴越短，公转周期就越小，特别注意公转与自转的区别，例如，地球的公转周期为一年，而地球的自转周期为一天n n答案：BD第25页/共34页n n有一个小行星，质量为m1.001021 k
13、g，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的4倍，求它绕太阳运动一周所需要的时间练习38年第26页/共34页强化补清强化补清n n全品练习卷6.1节第27页/共34页n n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9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是()n nA3年B9年n nC27年D81年第28页/共34页n nn n答案：C第29页/共34页n n对于开普勒第三定律的表达式k的理解正确的是()n nAk与a3成正比 n nBk与T2成反比n nCk值是与a和T无关的值 n nDk值只与中心天体有关第30页/共34页n n答案：CD第31页/共34页变式训练变式训练
14、n n如图所示，有如图所示，有如图所示，有如图所示，有A A A A、B B B B两个行星绕同一恒星两个行星绕同一恒星两个行星绕同一恒星两个行星绕同一恒星O O O O沿不同沿不同沿不同沿不同轨道做圆周运动，旋转方向相同轨道做圆周运动，旋转方向相同轨道做圆周运动，旋转方向相同轨道做圆周运动，旋转方向相同A A A A行星的周期行星的周期行星的周期行星的周期为为为为T T T T1 1 1 1，B B B B行星的周期为行星的周期为行星的周期为行星的周期为T T T T2 2 2 2，在某一时刻两行星第一，在某一时刻两行星第一，在某一时刻两行星第一，在某一时刻两行星第一次相遇次相遇次相遇次相遇
15、(即两行星距离最近即两行星距离最近即两行星距离最近即两行星距离最近)，则，则，则，则()A A A A经过时间经过时间经过时间经过时间t t t tT T T T1 1 1 1T T T T2 2 2 2两行星将第二次相遇两行星将第二次相遇两行星将第二次相遇两行星将第二次相遇B B B B经过时间经过时间经过时间经过时间t t t t ，两行星将第二次相遇，两行星将第二次相遇，两行星将第二次相遇，两行星将第二次相遇C C C C经过时间经过时间经过时间经过时间t t t t ，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远D D D D经过时间经过时间经过时间经过时间t t t t ，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远，两行星第一次相距最远T1 T22（T2T1）BD第32页/共34页行星追及问题行星追及问题第33页/共34页