《2018-2019学年高考物理主题一曲线运动与万有引力定律第三章万有引力定律1.3.1天体的运动课件教科版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高考物理主题一曲线运动与万有引力定律第三章万有引力定律1.3.1天体的运动课件教科版.ppt（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章万有引力定律第三章万有引力定律1.3.1天体的运动天体的运动学习目标学习目标核心凝炼核心凝炼1.了解人类对行星运动规律的认识历程。了解人类对行星运动规律的认识历程。2个学说个学说地心说、日心地心说、日心说说3个定律个定律开普勒第一、开普勒第一、二、三定律二、三定律2.知道开普勒三定律的内容。知道开普勒三定律的内容。3.能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题。能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题。一、两种对立学说一、两种对立学说观图助学观图助学(1)如如图是是托托勒勒密密提提出出关关于于天天体体运运动观点点的的示示意意图，他他认为宇宇宙宙体体系系中中，地地球球运运行情况是怎行情况
2、是怎样的？太阳运行情况是怎的？太阳运行情况是怎样的？的？(2)如如图是是哥哥白白尼尼提提出出关关于于天天体体运运动观点点的的示示意意图，他他认为宇宇宙宙体体系系中中，地地球球运运行行情况是怎情况是怎样的？太阳运行情况是怎的？太阳运行情况是怎样的？的？1.地地心心说说：公公元元150年年前前后后，古古希希腊腊学学者者托托勒勒密密构构建建了了地地心心宇宇宙宙体体系系。他他认认为为_位于宇宙的中心，是位于宇宙的中心，是_的，太阳、月亮以及其他行星都绕的，太阳、月亮以及其他行星都绕_。2.日日心心说说：波波兰兰天天文文学学家家哥哥白白尼尼提提出出日日心心说说，认认为为_是是静静止止不不动动的的，地地球
3、球和和其其他行星都绕他行星都绕_运动。运动。理解概念理解概念判断下列判断下列说法的正法的正误。(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速太阳做匀速圆周运周运动。( )(2)造造成成天天体体每每天天东升升西西落落的的原原因因是是天天空空不不转动，只只是是地地球球每每天天自自西西向向东自自转一一周周。( )(3)日心日心说比地心比地心说更科学。更科学。( )地球地球静止不动静止不动地球运动地球运动太阳太阳太阳太阳二、开普勒行星运动定律二、开普勒行星运动定律观图助学观图助学(1)如如图是是行行星星运运动轨迹迹的的形形状状、及及太太阳阳所所处位位置置与与行行星星运运
4、动轨迹迹关关系系的的示示意意图，行星运行星运动轨迹是迹是圆吗？太阳？太阳处在行星运在行星运动轨迹的什么位置上？迹的什么位置上？(2)如如图所所示示，所所有有行行星星都都绕太太阳阳在在椭圆轨道道上上运运行行，某某一一行行星星绕太太阳阳运运动的的速速率率在不同位置都一在不同位置都一样大大吗？1.第第一一定定律律：所所有有的的行行星星围围绕绕太太阳阳运运动动的的轨轨道道都都是是_，太太阳阳处处在在所所有有椭椭圆圆的的一一个个_上。上。2.第二定律：第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过_。椭圆椭圆焦点焦点相等的面积相等的面积半长轴的三次方半长轴的三次方公转
5、周期的二次方公转周期的二次方无关无关理解概念理解概念判断下列判断下列说法的正法的正误。(1)围绕太阳运太阳运动的行星的速率是一成不的行星的速率是一成不变的。的。( )(2)开普勒定律开普勒定律仅适用于行星适用于行星绕太阳的运太阳的运动。( )(3)行星行星轨道的半道的半长轴越越长，行星的周期越，行星的周期越长。( )两种对立学说两种对立学说观察探究观察探究我我们们日日常常看看到到太太阳阳自自地地球球东东方方升升起起，又又落落到到西西方方，也也就就是是说说，我我们们看看到到的的现现象象似似乎乎是是太太阳阳绕绕地地球球转转，地地球球是是宇宇宙宙的的中中心心，是是静静止止不不动动的的。太太阳阳所所在
6、在的的银银河河系系在在不不停停的的运运动动，而而在在浩浩瀚瀚的的宇宇宙宙中中，银银河河系系只只是是微微小小的的一一部部分分。地地球球是是宇宇宙宙的的中中心心，是静止不动的，这个观点正确吗？怎样解释？是静止不动的，这个观点正确吗？怎样解释？答答案案观观点点不不正正确确。地地球球每每天天自自西西向向东东自自转转一一周周，选选取取地地球球(地地面面)为为参参考考系系来来描描述述太太阳阳的的运运动动，太太阳阳每每天天东东升升西西落落；如如果果我我们们乘乘坐坐宇宇宙宙飞飞船船来来到到浩浩瀚瀚的的太太空空，选选取取太太阳阳为为参参考考系系来来描描述述地地球球的的运运动动，就就会会看看到到地地球球是是围围绕
7、绕太太阳阳转转的的；选选取取银银河河系系为为参考系，我们看到太阳也在运动着。参考系，我们看到太阳也在运动着。探究归纳探究归纳1.地地心心说说的的意意义义：地地心心说说是是世世界界上上第第一一个个行行星星体体系系模模型型，并并且且第第一一次次提提出出地地球球是是“球球形形”和和“运运动动轨轨道道”的的概概念念，从从而而使使人人们们能能对对行行星星的的运运动动进进行行定定量量计计算算，推推测测行行星星到到达达的的位位置置。人人们们根根据据地地心心说说模模型型在在一一定定程程度度上上正正确确地地预预测测天天象象，在在当当时时的的生生产产实实践践中中起起到了一定的作用。到了一定的作用。2.日日心心说说
8、的的局局限限性性：日日心心说说认认为为太太阳阳是是宇宇宙宙的的中中心心，实实际际上上太太阳阳只只是是太太阳阳系系的的中中心心，并并不不是是宇宇宙宙的的中中心心；日日心心说说没没能能摆摆脱脱地地心心说说的的错错误误观观念念，认认为为行行星星在在圆圆轨轨道道上上做做匀匀速圆周运动，实际上所有的行星轨道都是椭圆，运动速度的大小也不是恒定的。速圆周运动，实际上所有的行星轨道都是椭圆，运动速度的大小也不是恒定的。试题案例试题案例例例1 (多多选)关于地心说和日心说，下列说法中正确的是关于地心说和日心说，下列说法中正确的是()A.地心说的参考系是地球地心说的参考系是地球B.日心说的参考系是太阳日心说的参考
9、系是太阳C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D.日心说是由开普勒提出来的日心说是由开普勒提出来的解解析析地地心心说说认认为为地地球球是是宇宇宙宙的的中中心心，太太阳阳及及其其他他天天体体围围绕绕地地球球运运行行，日日心心说说认认为为太太阳阳是是宇宇宙宙的的中中心心，地地球球和和别别的的行行星星一一样样绕绕太太阳阳运运行行，故故A、B正正确确；由由于于古古代代人人缺缺乏乏足足够够的的宇宇宙宙观观测测数数据据，以以及及怀怀着着以以人人为为本本的的观观念念，故故他他们们误误认认为为地地球球就就是是宇宇宙宙的的中中心心，而而其其他他的的天
10、天体体都都是是绕绕着着地地球球而而运运行行的的，教教会会接接纳纳此此为为世世界界观观的的“正正统统理理论论”，而而“日日心心说说”是是在在足足够够的的天天文文观观测测的的数数据据基基础础上上由由哥哥白白尼尼提提出出的的，符符合合科科学学研研究究的的结结果果，而而不不是是人人们们臆臆想想出出来来的的，是是科科学学的的一一大大进进步步，故故两两者者具具有有不不能能等等同同的的价价值，故值，故C、D错误。错误。答案答案AB针对训练针对训练1 (多多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B.太
11、阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C.地球是绕太阳运动的一颗行星地球是绕太阳运动的一颗行星D.日心说和地心说都是错误的日心说和地心说都是错误的解解析析地地心心说说和和日日心心说说都都不不完完善善，太太阳阳、地地球球等等天天体体都都是是运运动动的的，不不可可能能静静止止，故故B错错误误，D正正确确；地地球球是是绕绕太太阳阳运运动动的的一一颗颗普普通通行行星星，并并非非宇宇宙宙的的中中心心天天体体，故故A错误，错误，C正确。正确。答案答案CD开普勒行星运动规律开普勒行星运动规律观察探究观察探究如如图图1所所示示为为地地球球绕绕太太阳阳运运动动的的
12、示示意意图图及及春春分分、夏夏至至、秋秋分分、冬冬至至时时地地球球所所在在的的位置。位置。图图1(1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？(2)一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天？一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天？答案答案(1)不是不相同不是不相同(2)秋、冬两季比春、夏两季地球运动的快。秋、冬两季比春、夏两季地球运动的快。探究归纳探究归纳1.从从空空间间分分布布上上认认识识：行行星星的的轨轨道道都都是是椭椭圆圆，不不同同行行星星轨轨道道的的半半长长轴轴不不同同，即即各各行行星星的
13、的椭椭圆圆轨轨道道大大小小不不同同，但但所所有有轨轨道道都都有有一一个个共共同同的的焦焦点点，太太阳阳在在此此焦焦点点上上。因因此开普勒第一定律又叫轨道定律。此开普勒第一定律又叫轨道定律。2.对速度大小的认识对速度大小的认识(1)如如图图2所所示示，如如果果时时间间间间隔隔相相等等，即即t2t1t4t3，由由开开普普勒勒第第二二定定律律，面面积积SASB，可可见见离离太太阳阳越越近近，行行星星在在相相等等时时间间内内经经过过的的弧弧长长越越长长，即即行行星星的的速速率率越越大大。因因此此开开普普勒勒第第二二定律又叫面积定律。定律又叫面积定律。(2)近近日日点点、远远日日点点分分别别是是行行星星
14、距距离离太太阳阳的的最最近近点点、最最远远点点，所所以以同同一一行行星星在在近近日点速度最大，在远日点速度最小。日点速度最大，在远日点速度最小。图图23.对周期长短的认识对周期长短的认识(1)行行星星公公转转周周期期跟跟轨轨道道半半长长轴轴之之间间有有依依赖赖关关系系，椭椭圆圆轨轨道道半半长长轴轴越越长长的的行行星星，其公转周期越长；反之，其公转周期越短。其公转周期越长；反之，其公转周期越短。(2)该该定定律律不不仅仅适适用用于于行行星星，也也适适用用于于其其他他天天体体。例例如如，绕绕某某一一行行星星运运动动的的不不同卫星。同卫星。试题案例试题案例例例2 (2018全全国国卷卷，15)为为了
15、了探探测测引引力力波波，“天天琴琴计计划划”预预计计发发射射地地球球卫卫星星P，其其轨轨道道半半径径约约为为地地球球半半径径的的16倍倍；另另一一地地球球卫卫星星Q的的轨轨道道半半径径约约为为地地球球半半径径的的4倍倍。P与与Q的周期之比约为的周期之比约为()A.21 B.41 C.81 D.161答案答案C针针对对训训练练2 (2018福福建建师师大大附附中中高高一一下下期期末末)开开普普勒勒分分别别于于1609年年和和1619年年发发表表了了他他发发现现的的行行星星运运动动规规律律，后后人人称称之之为为开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律。关关于于开开普普勒勒行行星星运运动定律，下列说法正
16、确的是动定律，下列说法正确的是()A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B.对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C.行星公转周期与行星的质量有关行星公转周期与行星的质量有关D.所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比答案答案B1.大大多多数数行行星星绕绕太太阳阳运运动动的的轨轨道道虽虽然然是是椭椭圆圆，但但是是十十分分接接近近圆圆，近近似似认认为为太太阳阳处处在在圆心，椭圆的半长轴即为圆的半径。圆心，椭圆的半长轴即为圆的半径。2.对对某某一一行行星星来来说说，它它绕绕太太阳阳做做圆圆周周运运动动的的角角速速度度(或或线线速速度度大大小小)不不变变，即即行行星星做做匀匀速速圆圆周周运运动动。天天体体的的运运动动遵遵循循牛牛顿顿运运动动定定律律及及匀匀速速圆圆周周运运动动规规律律，与与一一般般物物体体的运动在应用这两个规律上没有区别。的运动在应用这两个规律上没有区别。“近似思想近似思想”处理天体运动问题处理天体运动问题【针针对对练练习习】有有一一行行星星，距距太太阳阳的的平平均均距距离离是是地地球球到到太太阳阳平平均均距距离离的的8倍倍，则则该该行行星绕太阳公转的周期约是多少年？星绕太阳公转的周期约是多少年？答案答案22.6年年
