人教版（2003）高中物理必修二第六章万有引力与航天——6.1行星的运动 公开课

1第六章万有引力与航天1行星的运动 2 31.知道地心说和日心说的基本内容。2.知道开普勒三定律，能用三定律解决问题。3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，是来之不易的。(重点) 41、“地心说”的基本观点是什么？2、“日心说”的基本观点是什么？3、两种学说的局限性？ 5地心说地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.托勒密代表人物统治地位直接经验宗教神学一、古代对行星运动规律的认识经历了怎样的过程？ 62.日心说假设地球并不是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。哥白尼代表人物“日心说”和宗教的主张是相反的，为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害。 7“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”只是比“地心说”更准确一些罢了。 8开普勒(JohannesKepler,1571-1630)德国天文学家二、开普勒三行星运动定律第谷（1546-1601）丹麦天文学家 9第谷（丹麦）开普勒（二十年的德国）二十年的研究↓二十年的精心观测↓否定19种假设↓↓行星轨道为椭圆若是匀速圆周运动……8分的误差→← 101、开普勒第一定律（椭圆轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 11思考：第一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕太阳运行的椭圆轨道相同吗?1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。2.不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。 12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。2、开普勒第二定律（面积定律） 133、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三次方跟其公转周期的平方的比值都相等。若用a表示椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，则开普勒第三定律告诉我们： 14 15行星或卫星中心体半长轴(x106km)公转周期(天)K值水星太阳5787.973.36×1018金星1082253.35×1018火星2286873.36×1018同步卫星地球0.042411.02×1013月球0.384427.3221.02×1013探究K值的决定因素： 16(1)开普勒第三定律揭示了轨道和周期之间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，半长轴越短，公转周期越小。(2)k值是一个由被环绕的中心天体本身决定的常量，也就是说，在中心天体不同的系统里k值是不同的，在中心天体相同的系统里k值是相同的。【探究归纳】 17三、开普勒行星运动定律的近似处理①行星绕太阳运动的轨道是圆，太阳处在圆心上。②对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。③所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。 18【对点训练1】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知()A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 19【解析】选C.太阳位于木星运行轨道的一个焦点上,A项错误;火星与木星轨道不同,在运行时速度不可能始终相等,B项错误;“在相等的时间内,行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的,不同的行星,则不具有可比性,D项错误;根据开普勒第三定律,对同一中心天体来说,行星公转半长轴的三次方与其周期的平方的比值为一定值,C项正确. 20【对点训练2】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，则太阳位于()A.F2B.AC.F1D.B 21【解析】选A。根据开普勒第二定律，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，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以A点离太阳近，即太阳位于F2。 22【对点训练3】已知两颗行星的质量m1=2m2，公转周期T1=2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为()【解析】选C。由与行星质量无关。 23一、“地心说”与“日心说”地球是中心→太阳是中心→宇宙无限（科学精神推动了认识发展）二、行星运动定律1、轨道定律:-----------椭圆2、面积定律:-----------V近＞Ｖ远3、周期定律:-----------R3/T2=k（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）小结作业：课本36页1、2、3 241．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D 252.(多选)关于行星的运动,以下说法正确的是()A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大C.水星的半长轴最短,公转周期最长D.海王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长 26【解析】选B、D。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=k,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;特别要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。 273.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()A.3年B.9年C.27年D.81年 28【解析】选C。由开普勒第三定律得：=27年，故C项正确，A、B、D错误。