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1、行行星的运动星的运动 学习目标：1.了解地心说与日心说；2.明确开普勒三大定律，能应用开普勒三大定律分析和解决一些简单问题；阅读课本总结人类对行星运动规律认识的过程。1.地心说：最初由由古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。2.日心说：最初由哥白尼提出。地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动。太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。3.丹麦天文学家第谷的探索:在哥白尼之后，第谷连续20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。他的观测结果为日心说提供了关键性的支持。4.开普勒
2、的研究：开普勒总结了他的导师第谷的全部观测资料，通过计算他总结了行星运动三大定律.例1：正确描述行星绕太阳运行规律的是()A、第谷 B、哥白尼 C、开普勒 D、牛顿例2：下列说法正确的是（）A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B、太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D、“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的DC 无论地心说还是日心说，古人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。如果天体的运动必然是匀速圆周运动，那么四季的时间有什么特点？春天 立春2.4春分3.20共92天夏天
3、 立夏5.5夏至6.21共94天秋天 立秋8.7秋分9.22共89天冬天 立冬11.7冬至12.21共90天实际上是：秋冬两季比春夏两季时间短。开普勒第一定律：（亦称（亦称轨道定律轨道定律）所有行星绕太阳的轨道都所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。个焦点上。半长轴 a半短轴焦点 意义：意义：否定了行星圆否定了行星圆形轨道的说法，建立了形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置。了太阳准确的位置。关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）A、开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B、开普勒在天文观测数据的基础
4、上，总结出了行星运动的规律C、开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D、开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律B 对每一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第二定律：（亦称面积定律）(近日点速率最大，远日点速率最小近日点速率最大，远日点速率最小)意义：描述了行星在其轨道上运行时，线速度的大小不断：描述了行星在其轨道上运行时，线速度的大小不断变化。解决了变化。解决了行星绕太阳运动的速度大小问题行星绕太阳运动的速度大小问题例3：如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法中正确的是（）A、速度最大点是B点B、速度最小点是C点C、m从
5、A到B做减速运动D、m从B到A做减速运动C4.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()AF2BACF1 DBA开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。二次方的比值都相等。（亦称周期定律）意义意义：表明了行星公转周期与轨道半长轴有依赖关系，：表明了行星公转周期与轨道半长轴有依赖关系，椭圆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。越短。半长轴 a半短轴焦点八大行星
6、轨道数据表行行 星星轨道半长轴轨道半长轴a(10a(106km)km)公转周期公转周期T(T(年）年）焦距焦距c(10c(106km)km)轨道离轨道离心率心率(e=c/a)(e=c/a)水星水星57.957.90.2410.24111.911.90.2060.206金星金星108.2108.20.6150.6150.760.760.0070.007地球地球149.6149.61.001.002.52.50.0170.017火星火星227.9 227.9 1.881.8821.221.20.0930.093木星木星778.3778.311.8611.8637.337.30.0480.048土星
7、土星1427.01427.029.4629.4679.979.90.0560.056天王星天王星2882.32882.384.084.0135.4135.40.0470.047海王星海王星4523.94523.9164.8164.836.236.20.0080.008 K=a3/T2(1024km3/年2）3.343.353.353.353.353.353.353.35探究K值的决定因素：行星行星或卫星或卫星中心体半长轴(x106km)公转周期(天)K值m3/S2水星水星太阳太阳5787.973.361018金星金星1082253.351018火星火星2286873.361018同步卫星同步卫
8、星地球地球0.042411.021013月球月球0.384427.3221.021013K是一个只与是一个只与中心天体中心天体质量有关的物理量质量有关的物理量三、行星运动的近似处理提出问题：从表中数据你能得出什么结论？行星轨道的半长轴和半短轴的相对差别小，基本可以认为相等。行星轨道的半长轴和半短轴的相对差别小，基本可以认为相等。思考：半长轴和半短轴基本相等意味着什么呢？思考：半长轴和半短轴基本相等意味着什么呢？意味着行星轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我意味着行星轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按们按圆轨道圆轨道处理。处理。开普勒行星运动定律的近似表示：开普勒行星运动定律的近似表示
9、：1 1、行星绕太阳运动的轨道、行星绕太阳运动的轨道十分接近十分接近圆，太阳处在圆心；圆，太阳处在圆心；2 2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）不变，即不变，即行星做匀速圆周运动行星做匀速圆周运动；3 3、所有行星轨道、所有行星轨道半径的三次方半径的三次方跟它的跟它的公转周期的二次方公转周期的二次方的比的比值都相等。值都相等。总体来说，就是总体来说，就是把行星的运动当作匀速圆周运动处理，把行星的运动当作匀速圆周运动处理，对应的半长轴即为圆的半径。对应的半长轴即为圆的半径。1、地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度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，火星公转的周期是多少个地球日？解：解：根据开普勒第三定律，有：解得：小结：二、开普勒行星的运动规律二、开普勒行星的运动规律开普勒第一定律开普勒第一定律 （轨道定律）（轨道定律）开普勒第二定律开普勒第二定律 （面积定律）（面积定律）开普勒第三定律开普勒第三定律 （周期定律）（周期定律）一、地心说与日心说一、地心说与日心说地球是中心地球是中心太阳是中心太阳是中心宇宙无限宇宙无限（科学精神推动了认识发展）（科学精神推动了认识发展）