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

万有引力与航天 行星的运动万有引力与航天人教版高中物理必修2第六章第一节 1.知道地心说和日心说的基本内容。2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。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。行星的运动—学习目标 代表人物：地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初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。托勒密行星的运动—地心说 地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮等各星体都围绕地球做简单而完美的圆周运动。行星的运动—地心说 十六世纪“日心说”创立之前的一千多年中，“地心说”一直占统治地位，并长期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高天，也就是天神的住所。由于这一学说没有反映行星运动的本质，经不起长时间的观测检验，后来为哥白尼“日心说”所推翻。地心说统治很长时间的原因：①符合人们的日常经验；②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。行星的运动—地心说 代表人物：约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼。哥白尼（NicolausCopernicus，1473-1543），波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。哥白尼观测用的天文仪器行星的运动—日心说 太阳是宇宙的中心，且太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳做简单而完美的圆周运动。行星的运动—日心说 行星的运动—日心说 行星的运动—日心说 “日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学，更接近事实。例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的。那么，每天的情况就应相同的，而事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同。而“日心说”则能说明这种情况：白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。行星的运动—日心说思考：日心说是完全正确的吗？ 开普勒(JohannesKepler,1571-1630)德国天文学家第谷（1546-1601）丹麦天文学家行星的运动—开普勒行星运动定律 第谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算↓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→←行星的运动—开普勒行星运动定律 一.开普勒第一定律（椭圆定律）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。行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 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?提示：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样,但这些轨道有一个共同的焦点,即太阳所处的位置。行星的运动—开普勒行星运动定律 二.开普勒第二定律（面积定律）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。行星的运动—开普勒行星运动定律 思考:行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上,则行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？行星在近日点的速率大于在远日点的速率。行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律近日点远日点 三.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公转周期的平方的比值都相等。若用a表示椭圆半长轴，T代表公转周期，则开普勒第三定律告诉我们：其中K是一个行星无关的常量。行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 例1.我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为a地，公转周期为T地，火星绕太阳运动时的轨道半长轴为a火，公转周期为T火，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 行星的运动—开普勒行星运动定律 ①行星绕太阳运动轨道是圆，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。行星的运动—中学阶段对开普勒行星运动定律的近似处理 1．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行星的运动—课堂练习 2.关于行星运动，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，公转周期最大.D.海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长.BD行星的运动—课堂练习 思考：太阳系中的水星和金星均在各自的轨道上绕太阳运动，轨道半径比为R1：R2=2：1，它们的质量比为M1：M2=4：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2？行星的运动—课后思考 谢谢大家再见行星的运动—开普勒行星运动定律