《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

《行星的运动》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

第一部分内容：学习目标

1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物.

2.理解开普勒行星运动定律，知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关.

3.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理.

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行星的运动PPT，第二部分内容：01梳理教材　夯实基础

一、两种对立的学说

1.地心说

(1)______是宇宙的中心，是静止不动的；

(2)太阳、月亮以及其他行星都绕 ______运动；

(3)地心说的代表人物是古希腊科学家______ .

2.日心说

(1)______是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳做                         ；

(2)日心说的代表人物是______ .

3.局限性

(1)古人都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的______运动.

(2)开普勒研究了______的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据 ______(填“不符”或“相符”).

二、开普勒定律

1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在__________________上.

2.第二定律：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的____________.

3.第三定律：所有行星轨道的________________________跟它的__________________ 的比都相等.其表达式为 ______＝k，其中a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期，k是一个对所有行星 ____________的常量.

三、行星运动的近似处理

1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在______.

2.行星绕太阳做____________运动.

3.所有行星__________________  的三次方跟它的公转周期T的二次方的____________，即______＝k.

1.判断下列说法的正误.

(1)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小.(　　)

(2)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长.(　　)

(3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(　　)

(4)开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳也无关.(　　)

2.如图1所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，A、B分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为vA和vB；阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用SA和SB表示，则vA_____vB、SA______SB.(均选填“>”“＝”或“<”)

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行星的运动PPT，第三部分内容：02探究重点　提升素养

一、开普勒定律的理解

1.开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题

行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，如图2所示.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，但所有轨道都有一个共同的焦点——太阳.开普勒第一定律又叫轨道定律.

2.开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题

(1)如图3所示，在相等的时间内，面积SA＝SB，这说明离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.开普勒第二定律又叫面积定律.

(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳最近、最远的点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小.

3.开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题

(1)如图4所示，由   ＝k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长.比值k是一个对所有行星都相同的常量.开普勒第三定律也叫周期定律.

(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，对于地球卫星，常量k只与地球有关，而与卫星无关，也就是说k值大小由中心天体决定.

例1　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.火星绕太阳运行速度的大小始终相等

C.火星和木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方

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

针对训练1　如图5所示，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球做圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC.下列说法或关系式正确的是

A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上

B.B卫星和C卫星运动的速度大小均不变

二、开普勒定律的应用

1.当比较一个行星在椭圆轨道不同位置的速度大小时，选用开普勒第二定律；当比较或计算两个行星的周期问题时，选用开普勒第三定律.

2.由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中我们可以按圆轨道处理，且把行星绕太阳的运动看作是匀速圆周运动，这时椭圆轨道的半长轴取圆轨道的半径.

例2　(2018·夷陵中学期中)某行星沿椭圆轨道运动，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为

例3　(2019·深圳市龙岗区高一下月考)长期以来，“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家又发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近

A.15天  B.25天  C.35天  D.45天

针对训练2　木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为

A.2天文单位  B.5.2天文单位

C.10天文单位  D.12天文单位

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行星的运动PPT，第四部分内容：03随堂演练　逐点落实

1.(对开普勒定律的认识)(2018·孟坝中学期末)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是

A.所有的行星都绕太阳做圆周运动

B.对任意一个行星，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积

C.在    ＝k中，k是与太阳无关的常量

D.开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动

2.(开普勒第二定律的应用)(2019·云天化中学高一下学期期中)如图6所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴.下列说法中正确的是

A.行星运动到A点时速度最大

B.行星运动到C点或D点时速度最小

C.行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动

D.行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时针运动到C点的时间相等

3.(对开普勒第三定律的理解)(多选)关于开普勒行星运动定律的表达式　＝k，以下理解正确的是

A.k是一个与行星无关的常量

B.a代表行星的球体半径

C.T代表行星运动的自转周期

D.T代表行星绕中心天体运动的公转周期

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