《人教版物理必修二同步导学精品课件：第六章 万有引力与航天 第1节 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理必修二同步导学精品课件：第六章 万有引力与航天 第1节 .ppt（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物 理 必修2 人教版 新课标导学新课标导学 第六章 万有引力与航天 情 景 切 入 日出日落 斗转星移 神秘的宇宙壮丽璀璨 当我们远 古的祖先惊叹星空的玄妙时 他们就开始试图 破译日月星辰等天文现象的奥秘 到了17世纪牛顿以 他伟大的工作把天空中的现象与地面上的现象统一起来 成功地解释了天体运动的规律 本章我们将学习对 人类智慧影响极为深远 在天体运动 中起着决定作用的万有引力定律 并了解它的发现历 程 和在人类开拓太空中的作用 知 识 导 航 本章主要讲述了人们对 天体运动规 律的认识历 程及自然 界普遍遵循的规律之一 万有引力定律 本章内容可分为三个单元 第一单元 第1节 第3节 回顾过
2、 去 即介绍万有引力定 律的建立过程 第二单元 第4节 第5节 展示现在 即列举万有引力理 论的巨大成就 一是其理论成就 称量地球的质量 未知天体的发现 等 二是其实践成就 航天事业的 发展及其巨大成果 第三单元 第6节 展望未来 指出万有引力定律与任何 其他理论一样 有其局限性 本章的重点是万有引力定律的发现过 程和该定律的具体 应用 难点是利用万有引力定律解决航空航天及天体运 动的实际问题 学 法 指 导 1 在本章学习中 要充分感悟前辈科学家们探索自然奥 秘不屈不挠的精神和对待科学研究一丝不苟的态度 感 悟到科学的结论总 是在顽强曲折的科学实践中悄悄地来 临 3 航天正改变着我们的日常生
3、活 从气象卫星到天气预 报 从卫星定位系统到自动导 航 从失重现象到微重力 实验 从太空辐射到太空育种 认真关注科学跟生 活 社会的紧密联系 体会物理学就在我们身边 第一节 行星的运动 知道地心说说和日心说说的基本内容 了解开普勒三定律的内容及其简单应简单应 用 了解人们对们对 天体运动规动规 律的认识认识 和发发展过过 程 1 课前预习 2 课内探究 3 素养提升 4 课堂达标 5 课时作业 课 前 预 习 两种对立的学说 内容局限性 地 心 说说 是宇宙的中心 而且是 静止不动动的 太阳 月亮以及其他 行星都绕绕 运动动 都把天体的运动动看得很神圣 认认 为为天体的运动动必然是最完美 最
4、和谐谐的 运动动 但计计 算所得的数据和丹麦天文学家 的观测观测 数据不符 日 心 说说 是宇宙的中心 而且是 静止不动动的 地球和其他行星都绕绕 运动动 地球 地球 太阳 太阳 匀速圆周 第谷 开普勒行星运动定律 椭圆 椭圆 焦点 相等 相等 半长轴 公转周期 无关 行星的轨道与圆十分接近 在中学阶段的研究中我们按 圆轨 道处理 即 1 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆 太阳处在 2 对某一行星来说 它绕太阳做圆周运动的角速度 或 线速度大小 即行星做 运动 3 所有行星轨道半径的 跟它的公转周期的 的比值都相等 表达式 行星运动的一般处理方法 圆心 不变 匀速圆周 立方 平方 判一判 1 太
5、阳是整个宇宙的中心 其他天体都绕太阳运动 2 太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 3 太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆 运动 且它们到太 阳的距离各不相同 4 太阳系中所有行星都绕太阳在同一个平面内运动 5 太阳系中越是远离太阳的行星 运行周期就越大 选一选 多选 16世纪 哥白尼根据天文观测 的大量资料 经过 40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 这四个论点目前看存在缺陷的是 A 宇宙的中心是太阳 所有行星都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 天空不
6、转动 因为地球每天自西向东转 一周 造成太 阳每天东升西落的现象 D 与日地距离相比 恒星离地球都十分遥远 比日地间 的距离大得多 ABC 想一想 如图所示为地球绕太阳运行的示意图 图中椭圆 表示地球的公转轨 道 A B C D分别表示春分 夏至 秋分 冬至 时地球所在的位置 试分析说明一年之 内秋冬两季比春夏两季要少几天的原因 课 内 探 究 据报道 美国计划2021年开始每年送15000 名游客上太空旅游 如图所示 当飞船围 绕地球做椭圆 运动时 速度最大的位置是 点 速度最小的位置是 点 选填 A 或 B 飞船从A到 B做 运动 从B到A做 运动 选填 加速 或 减速 探究一 对开普勒行
7、星运动定律的认识 AB 减速 加速 1 从空间分布认识 行星的轨道都是椭圆 的 所有椭圆 有一个共同的焦点 太阳就在此焦点上 因此第一定律又叫椭圆轨 道定律 如图1所示 2 从速度大小认识 如图2所示 如果时间间 隔相等 即t2 t1 t4 t3 由开 普勒第二定律 面积A等于面积B 可见离太阳越近 行 星在相等时间 内经过 的弧长越长 即行星的速率就越大 特别提醒 1 开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结 实践表明该定律也适用于其他天体的运动 如月球绕地球 的运动 卫星 或人造卫星 绕行星的运动 2 开普勒第二定律说的是同一行星在距太阳不同距离时的 运动快慢的规律 开普勒第三定律说的是不同行
8、星运动快 慢的规律 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 C 解题指导 正确理解开普勒三定律是解题关键 解析 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
9、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 对点训练1 多选 开普勒关于行星运动的描述 下列 说法中正确的是 A 所有的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 B 所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆 太阳处在圆心 上 C 所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴 的二次 方的比值都相等 D 不同的行星绕太阳运动的椭圆轨 道是不同的 解析 由开普勒第一定律知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 A正确 B错误 由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公 转周期的二次方的比值都相等 而各个行星的公转周期不 同
10、 故它们的轨道半长轴不同 轨道不同 C错误 D正 确 AD 如图是火星冲日年份示意图 观 察图中地球 火星的位置 请思 考地球和火星谁的公转周期更长 提示 将地球和火星绕太阳的运 动看作是匀速圆周运动 由题图 可知 地球到太阳的距离小于火 星到太阳的距离 根据开普勒第 三定律可得 火星的公转周期更 长一些 探究二 天体运动的规律及分析方法 1 模型构建 天体虽做椭圆 运动 但它们的轨道一般接近圆 中学阶 段我们在处理天体运动问题时 为简 化运算 一般把天 体的运动当做圆周运动来研究 并且把它们视为 做匀速 圆周运动 椭圆 的半长轴 即为圆 半径 2 轨道半径与周期的关系 解题指导 解决行星运动
11、问题 地球公转周期是一个很 重要的隐含条件 可以将太阳系中的其他行星和地球公转 周期 公转半径相联系 再利用开普勒第三定律求解 答案 2062年 对点训练2 如图所示是 九星连珠 的示意图 若太 阳系八大行星公转轨 道可近似看作圆轨 道 地球与太阳 之间平均距离约为 1 5亿千米 结合下表可知 火星与太 阳之间的平均距离约为 A 1 2亿千米 B 2 3亿千米 C 4 6亿千米D 6 9亿千米 B 素 养 提 升 1 定性分析 行星靠近太阳时 速率增大 远离太阳时 速率减小 2 定量计算 在近日点 远日点行星的速率与行星到太 阳的距离成反比 3 近似处理 行星的运行轨道看成圆时 行星做匀速圆 周运动 速率不变 开普勒第二定律的三种应用 一颗人造地球卫星绕地球做 椭圆 运动 地球位于椭圆轨 道的一个 焦点上 如图所示 地球距离卫星的近 地点A的距离为L 距离卫星的远地点B 的距离为s 求卫星在A点和B点的速度 之比 答案 s L 点评 此题做了近似处理 因为在椭圆 上任取一小段 每一小段都可看成一个独立的圆周上的一段圆弧 所不同 的是不同段的曲率半径不同 课 堂 达 标 课 时 作 业
