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1、行星的运动 学习目标 1 了解人类对行星运动规律的认识历程 2 知道开普勒行星运动定律 及开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关 3 体会科学家们实事求是 坚持真理和勇于探索的科学态度和献身精神 第1节 重点1 人类对行星运动规律的认识过程 2 开普勒行星运动定律 3 开普勒第三定律中k值的含义 难点1 开普勒三定律的适用范围 2 开普勒三定律的理解 3 开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体的质量有关 重点难点 提出问题 1 在古代 人们对天体的运动的认识有哪几种学说 各个学说的内容是怎样的 代表人物是谁 2 哪种学说更先进 用现在的观点 如何认识这两种学说 3 是哪位科学家否定了古人认
2、为天体的运动必然是最完美 最和谐的匀速圆周运动并发现了怎样的规律呢 一 地心说 和 日心说 的发展过程 结论 1 有两种学说 分别为 地心说 和 日心说 地心说 地球是静止不动的 地球是宇宙的中心 代表人物 托勒密 古希腊 地心说 符合人们的直接经验 同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识 故 地心说 一度占据了统治地位 日心说 太阳是静止不动的 地球和其他行星都绕太阳运动 代表人物 哥白尼 2 日心说 能更完美地解释天体的运动 地心说 与 日心说 都不完善 因为太阳 地球等天体都是运动的 日心说 比 地心说 更先进 3 开普勒否定了古人认为天体做匀速圆周运动的观点 他发现了行星
3、运动的三大定律 1 开普勒第一定律及其意义 结论 1 定律表述 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 如图所示 2 意义 开普勒第一定律否定了行星圆轨道的说法 建立了正确的轨道理论 给出了太阳准确的位置 说明 该定律又叫椭圆轨道定律 由该定律也可以看出行星与太阳间的距离一直在变化 提出问题 二 开普勒行星运动定律 2 开普勒第二定律 结论 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 如图所示 说明 该定律又叫面积定律 行星靠近太阳时速度增大 远离太阳时速度减小 近日点速度最大 远日点速度最小 提出问题 二 开普勒行星运动定律 典型例题 例1如图所示是行
4、星m绕太阳M运动情况的示意图 下列说法正确的是 A 速度最大的点是B点B 速度最小的点是C点C m从A到B做减速运动D m从B到A做减速运动 解析 由开普勒第二定律可知 近日点时行星运行速度最大 远日点速度最小 因此选项A B错误 行星由A到B运动的过程中 行星与太阳的连线变长 其速度减小 故选项C正确 选项D错误 答案 C 二 开普勒行星运动定律 提出问题 3 开普勒第三定律 典型例题 二 开普勒行星运动定律 提出问题 4 多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近 所以在中学阶段通常将行星的运行轨道按圆轨道处理 如果都按圆轨道处理 那么开普勒三大定律应该如何表述 结论 1 开普勒第一定律 行星绕
5、太阳按圆轨道运动 太阳处在圆心 2 开普勒第二定律 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 3 开普勒第三定律 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 二 开普勒行星运动定律 提出问题 5 开普勒第三定律中的k如何理解 它由什么因素决定的 结论 比值k是一个与行星无关的常量 只跟行星所围绕的天体有关 即由中心天体决定 因此对于绕同一天体运行的行星此比值是相同的 二 开普勒行星运动定律 6 开普勒三定律是通过研究行星运动的规律得出的 那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢 如果遵守 该如何表述此规律 提出问题 结论 开普勒三定律同样
6、适用于卫星绕行星的运动 即卫星绕行星运动的轨道是椭圆 行星位于椭圆的一个焦点上 行星与卫星的连线在相等的时间内扫过的面积相等 同一行星的卫星轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值都相等 典型例题 巩固练习 1 16世纪 哥白尼根据天文观测的大量资料 经过多年的天文观测和潜心研究 提出 日心说 的如下四个基本论点 这四个论点就目前来看存在缺陷的是 ABC A 宇宙的中心是太阳 所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B 地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星 月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星 它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C 天穹不转动 因为地球每天自西向东自转一周 造成天体每天东升西落的现象D 与日地距离相比 其他恒星离地球都十分遥远 比日地间的距离大得多 巩固练习 巩固练习 布置作业1 教材 问题与练习 第3 4题2 完成 课时学案 中交流讨论的内容
