粤教版物理高中必修第二册课件3.1 认识天体运动

第一节认识天体运动 1.了解人类对行星运动规律的认识历程。2.了解观察法在认识行星运动规律中的作用，及由现象—本质—现象的科学探究过程。3.知道开普勒行星运动规律及其科学价值，了解开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关。4.认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一，尊重客观事实，坚持实事求是科学研究的基本态度和社会责任。学习目标 了解：古人对天体运动有哪些看法？ 一、从地心说到日心说地心说——地球是宇宙的中心，它是静止不动的，太阳、月球和其它行星都围绕地球运动。代表人物：托勒密（古希腊) 日心说：太阳是宇宙的中心，地球、月球和其它行星都围绕太阳公转，并且自转着。代表人物：哥白尼（波兰） 认为地球是宇宙中心，地球不动太阳和行星围绕地球做圆周运动符合经验和宗教观点不能解决很多现实问题认为太阳是宇宙中心，太阳不动一切行星绕太阳做匀速圆周运动布鲁诺、哥白尼、第谷、开普勒本身不够完美，难以解释有关星体运动简明、和谐的自然规律数学、观察的科学依据地心说日心说代表人物观点存在基础困难类别亚里斯多德、托勒密 二、开普勒定律德国天文学家开普勒是日心说的忠实信仰者，对行星作圆周运动的描述时，发现与他的导师—丹麦的天文学家第谷的观察值有8’的误差，他相信老师的观察是正确的，从而怀疑火星的轨迹是否为圆，在观测和核算的基础上，经过分析提出了开普勒三定律。 1、开普勒第一定律(椭圆轨道定律)所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上. 开普勒第二定律(面积定律)太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等. 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.（r表示半长轴）关系式： 1、r代表椭圆轨道的半长轴，T代表的公转周期2、k是一个对所有行星都相同的常数（k的大小与行星无关，只与中心天体的质量有关；中心天体不同k不同。） 天体的运动参数行星质量（地球为1）体积（地球为1）与太阳平均距离（百万千米）公转周期公转平均速度km/s）偏心率水星0.050.05657.987.9天47.890.026金星0.820.856108.2224.7天35.030.007地球11149.61年29.790.017火星0.110.150227.91.9年24.130.093木星317.941316778.011.8年13.060.048土星95.18745142729.5年9.640.056天王星14.6365.2286984.3年6.810.046海王星17.2257.14504164.8年5.430.008 高中阶段我们通常将行星的轨道近似为圆第一定律：多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心第二定律：对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动第三定律：所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等 题1开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，根据开普勒行星运动定律，以下说法中正确的是（  ）A.开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动B.若某一人造地球卫星的轨道是椭圆，则地球处在该椭圆的一个焦点上C.开普勒第三定律中的值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星（或卫星）有关D.在探究太阳对行星的引力规律时，得到了开普勒第三定律，它是可以在实验室中得到证明的B 题2关于开普勒行星运动的公式=k，下列理解正确的是（  ）A.T表示行星运动的自转周期B.T表示行星运动的公转周期C.k是一个与行星无关的常量D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的半长轴为，周期为，则=BC 题3［多选］根据开普勒行星运动定律，以下说法中正确的是（）A.行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最大，近日点的速度最小B.行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最小，近日点的速度最大C.行星运动的速度大小是不变的D.行星的运动是变速曲线运动【特别提醒】（1）开普勒行星运动定律也适用于其他天体的运动，如月球（或人造卫星）绕地球的运动，卫星绕行星的运动。（2）开普勒第二定律与第三定律的区别：前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律。BD【解析】 A、C错，B对：在行星运动时，行星和太阳的连线，在相等的时间内，扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大。D对：行星运行时速度的大小、方向都在改变，所以是变速曲线运动。 题4宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么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C【解析】 根据开普勒第三定律=k，解得T=，由题意可知，宇宙飞船围绕太阳在近乎圆形的轨道上运动，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与地球绕太阳运行的周期之比为===27，地球绕太阳运行的周期是1年，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是27年。 题5月球公转周期为“一个月”，其天文学数据比日常生活中的30天要少3天，设月地距离为地球半径的n倍，由此可知地球同步卫星到地心的距离为地球半径的（  ）A.倍B.倍C.倍D.倍D 题6某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示。F1和F2是椭圆的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳位于（）AA.F1点B.F2点C.O点D.均不正确题7长期以来“卡戎星”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近（  ）A.15天B.25天C.35天D.45天解析：根据开普勒第三定律=，得==6.39×天≈24.5天，最接近25天。B 谢谢