天体运动.ppt

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1、3.1天体运动天体运动教科版高一物理必修二教科版高一物理必修二无锡市堰桥高级中学无锡市堰桥高级中学 张雁张雁一、引入一、引入古埃及的太阳历北极星定位二、古今中外的宇宙学说二、古今中外的宇宙学说中国古代的浑天说中国古代的浑天说火星的逆行现象火星的逆行现象托勒密的本轮、均轮理论本轮本轮均轮均轮思考：思考：l1、谁完善了地心说？主要内容是什么？l2、谁提出了日心说？主要内容是什么？l3、地心说和日心说争论的焦点是什么？l4、谁发现行星运动轨道是椭圆？他利用了谁的观测数据？l 5、在探索天体运动的过程中，天文学家应用了哪些研究方法？l6、日心说是否绝对正确？实验观察和数学演绎相结合虽然哥白尼的日心说有

2、一定的局限性，但它确认了地球不是宇宙的中心，而是行星之一，改变了几千年来人们对天体运动主观的、原始的认识，掀起了天文学上的一场伟大的革命。哥白尼布鲁诺被烧死在罗马的鲜花广场伽利略被判终身监禁开普勒第一定律：开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动的轨道都所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上（轨道定律）是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上（轨道定律）a地球做一做做一做三、开普勒行星运动定律三、开普勒行星运动定律开普勒第二定律：开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太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（面积阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积（面积定律

3、）定律）思考：行星在近日点和远日点哪点运动得更快？思考：行星在近日点和远日点哪点运动得更快？离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢开普勒第三定律：开普勒第三定律：所有行星轨道半长轴的三次方跟所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等（周期定律）公转周期的二次方的比值都相等（周期定律）a地球比值比值k是与行星无关的常量是与行星无关的常量 离太阳越远的行星，公转周期越长。离太阳越远的行星，公转周期越长。思考：离太阳越远的行星公转周期如何？思考：离太阳越远的行星公转周期如何？l拓展：开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳，也适用于卫星绕行星。请仿照开普勒定

4、律，描述月球绕地球的运动。行星、卫星轨道半长轴a(106km)公转周期T(年）K=a3/T2(km3/年年2）水星57.90.2413.361024金星108.20.6153.361024月球0.38440.0751.011019地球同步卫星0.04240.00271.051019比值比值k是与环绕天体无关、只与中心天体有关的常量是与环绕天体无关、只与中心天体有关的常量 思考：观察下列表格，说说k值有什么特点？轨道简化：轨道简化：巩固练习：巩固练习：1、关于、关于行星的运动行星的运动,下列说法正确的有下列说法正确的有()A 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越大自转的周期就

5、越大 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,公转的周期就越大公转的周期就越大 D 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B2、同步卫星需要、同步卫星需要“静止静止”在赤道上空的某一点，在赤道上空的某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同。因此它的运行周期必须与地球自转周期相同。月球公转周期约为月球公转周期约为27天，请估算同步卫星离地天，请估算同步卫星离地心的距离大约是月心离地心距离的几分之一？心的距离大约是月心离地心距离的几分之一？四、探究行星公转周期与轨道半长轴的

6、关系四、探究行星公转周期与轨道半长轴的关系行 星轨道半长轴a(106km)公转周期T(年）水星57.90.241金星108.20.615地球149.61.00火星227.9 1.88木星778.311.86土星1427.029.46天王星2882.384.0海王星4523.9164.8T-a图图行行 星星轨道半长轴的平轨道半长轴的平方方a a2 2(10(101212km)km)公转周期公转周期T(T(年）年）水星3352 0.241金星11686 0.615地球22350 1火星51893 1.88木星604973 11.86土星2033761 29.46天王星8231735 84海王星20

7、211318 164.8T-a2图图行行 星星轨道半长轴的轨道半长轴的3/23/2次次方方a a3/23/2(10(109 9km)km)公转周期公转周期T(T(年）年）水星441 0.241金星1124 0.615地球1828 1火星3438 1.88木星21692 11.86土星53855 29.46天王星153680 84海王星301437 164.8T-a3/2图图五、总结五、总结说一说：这节课你学到了什么？说一说：这节课你学到了什么？思考：受力决定运动，行星绕太阳运动时受什思考：受力决定运动，行星绕太阳运动时受什么样的力？么样的力？行 星轨道半长轴a(106km)公转周期T(年）K=

8、a3/T2(km3/年年2）水星57.90.2413.361024金星108.10.6153.361024地球149.51.003.361024火星227.81.883.361024木星777.811.863.361024土星1426.129.463.361024天王星2869.184.03.371024海王星4495.7164.83.371024八大行星轨道数据表八大行星轨道数据表 看一看看一看探究加速度探究加速度a与力与力F、质量、质量M的关系的关系1、定性分析、定性分析2、猜想数学关系、猜想数学关系 a与与F的关系：的关系：a与与M的关系：的关系：3、实验、实验 采用控制变量法，分别测量采用控制变量法，分别测量a、F值和值和a、M值。值。4、数据处理、数据处理 作图法：若作图法：若a-F图为过原点的直线，证明图为过原点的直线，证明若为不过原点的直线，证明若为不过原点的直线，证明 ；若；若a-F2图图为过原点的直线，证明为过原点的直线，证明 ；5、验证猜想、验证猜想