最新版高中物理《行星的运动》精品公开课PPT课件

【注意】1.圆轨道a取值为半径 2.各个星系的k值不同（只与各自的中心天体质量有关）
课堂小结
实际上，行星的轨道与
制的太阳系八颗行星及冥王 圆十分接近，所以在中学阶
星的轨道
段的研究中我们按圆轨道处
理.这样就可以说:
①行星绕太阳运动的轨
道十分接近圆，太阳处在圆
心。
②对某一行星来说，它
绕太阳做圆周运动的角速度
（线速度）大小不变，即行
星做匀速圆周运动。
③所有行星轨道半径的
三次方跟它的公转周期的二
次方的比值都相等。
周期为 T ，椭圆半长轴为a，
则：
R3
a3
T 2 k T2
而 a R R0 2
A到B的时间为 t T 2
【答案】 t (R R0 )T R R0 4R 2R
总结●测评
规律方法技巧
轨道类型
周期定律 可以处理：
星系类型
椭圆轨道 圆轨道 太阳系 其他有中心天体的星卫星
典题直击
训练 ●巩固
例. 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运 【解析】飞船和地球组成的
动，其周期为 T，地球半径为R0,如果 星系也可以适用该定律． 飞船要返回地面，可在轨道上的某一 解：设飞船在椭圆轨道上
点 A 处将速率降低到适当数值，从而 使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆 轨道运动，椭圆和地球表面在 B 点相 切，如图所示，求飞船由 A 点到 B 点 所需的时间。
一、行星运动的两种学说点评 ●提升
托勒密
地 心 说
地球是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕地球做圆周运动。
一、行星运动的两种学说 点评 ●提升
哥白尼
日 心 说
太阳是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕太阳做圆周运动。

需要注意：
（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由 行星质量所决定的另一恒量．
（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运 动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们 每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来 的．
若是匀速圆 周运动……
开普勒（德国）
第 谷（丹麦）
↓
↓
四年多的刻苦计算 → 8分的误差 ←二十年的精心观测
↓
否定19 种假设
↓
行星轨道为椭圆
假设地球绕太阳的运动是一个椭 圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的 特点，得在秋分到冬至再到春分的时 间比从春分到夏至再到秋分的时间短， 所以秋冬两季比春夏两季要短。
7.1《行星的运动》
教学目标
❖ 知识与技能
❖ 1．知道地心说和日心说的基本内容．
❖ 2．知道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．
❖ 3．知道所有行星的轨道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，且这个比值与行星的质量无关， 但与太阳的质量有关．
❖ 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理 是来之不易的．
所有行星的椭圆轨道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。
表达式：
半长轴
a3 =k
T2 行星绕太阳公转的 周期
探究2：
行星 半长轴(x106km) 公转周期(天)
水星
57
87.97
金星
108
225
地球
149
365
火星
228
687
木星
778

要点提示 行星的运动轨迹不是规则的圆形,是椭圆;离太阳越远的行星绕
太阳运动一周的时间越长。
知识归纳
项目
开普勒
第一定律
(轨道定律)
开普勒
第二定律
(面积定律)
内容
所有行星绕太阳运
图示
意义
否定了行星圆形轨道
动的轨道都是椭圆,
的说法,建立了正确
太阳处在椭圆的一
的轨道理论,给出了
个焦点上
太阳准确的位置
描述了行星在其轨道
,设飞船沿椭圆轨道运动时周期为 T',由开普
2
3 '3
勒第三定律得 2 = 2 ,

'
(+0 )
联立解得 T'= 2
(+0 )
4
+0
。
2
+0
'
,飞船由
A
点到
B
点所需要的时间为
t=
=
2
2
变式训练 2 如图所示,某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半
1
径为月球绕地球运转半径的9,设月球绕地球运动的周期为 27 天,则此卫
3．(2021年南阳期中)行星绕恒星做圆周运动的半径的三次方跟它的
公转周期的二次方的比值都相等．这个比值的大小
A．与行星质量无关
B．与行星质量有关
C．与行星的线速度有关
D．与行星的角速度有关
(
)
【答案】A
r3
【解析】由开普勒第三定律得 2＝k，k 是一个与太阳质量有关，与行
T
星的质量、线速度、角速度都无关的量，A 正确，B、C、D 错误．
一个焦点上。

布鲁诺与无限宇宙
布鲁诺极力捍卫日心说，并且进一步 发展哥白尼的理论，认为：
宇宙没有中心，恒星都是太阳. 宇宙在空间和时间上都是无限 的.宇宙在空间上无边无限，在 时间上没有开始和结束.
意大利哲学家布鲁 诺（1548-1600）
布鲁诺利用自己的雄辩口才宣传日心 说，挑起了宇宙是有限还是无限的论战，对 教会进行毫不客气的讽刺，将上帝生活的空 间从宇宙中除去，引起教会的愤怒和恐惧.
罗马鲜花广场中央矗立的 布鲁诺雕像
伟大的观测家——第谷
丹麦天文学家 第谷勒——天空的立法者
正多面体宇宙模型 《宇宙的奥密》,1596
开普勒 (1571-1630)
三、开普勒定律
１．开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动的轨 道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点 上．(1609年)
三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．(1619
年) 地球 太阳
Ta32=k
a
比值k是只与太阳 有关的恒量．
行星
恒星周期 半长轴
T(年)
a(AU)
水星 0.2408 0.3871
金星 0.6150 0.7233
地球 1.0000 1.0000
火星 1.8809 1.5237
木星 11.86
5.2028
人教版2019高中物理新教材
行星的运动
年幼的孩童总会情不自禁仰望星空，被星空 的美丽和神秘所吸引.人类自从诞生就对天上星辰 的运动产生极大的兴趣.
古埃及人观测星星的运动来确定尼罗河的泛 滥日期，确定谷物播种时间.我国封建帝王认为星 辰和王朝兴衰有关，更借天象作为王朝更替的借 口.
天体的运动有何规律？星空有何奥秘？本章 研究天体间的引力和运动规律.

详细描述
总结词
牛顿万有引力定律解释了行星之间的相互作用力，是理解天体运动的关键。
详细描述
牛顿万有引力定律指出任何两个物体都相互吸引，引力的大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。这个定律不仅适用于行星和太阳之间的相互作用，也适用于其他天体之间的相互作用。
总结词
行星轨道的数学描述提供了精确预测行星位置和运动轨迹的方法。
行星运动定律
行星绕太阳运动的规律可以用开普勒三定律来描述，即椭圆轨道定律、面积定律和周期定律。这些定律是理解行星运动的基础。
行星运动的规律
开普勒三定律揭示了行星绕太阳运动的规律，是理解行星运动的基础。
总结词
开普勒第一定律，也称椭圆定律，指出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于其中一个焦点。开普勒第二定律，也称面积定律，指出在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过的面积相等。开普勒第三定律，也称周期定律，指出行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
对地球科学的影响
行星运动的研究是探索宇宙的重要途径之一，通过研究行星运动，可以了解太阳系的起源、演化以及宇宙的尺度等。
探索宇宙的途径
行星轨道
行星绕太阳运动的路径称为轨道，通常呈椭圆形。轨道的特性参数包括偏心率、倾角、近地点和远地点等。
天体坐标系
为了描述行星和其他天体的位置和运动，需要建立天体坐标系，如赤道坐标系、黄道坐标系等。
详细描述
行星轨道的数学描述通常使用椭圆方程、抛物线方程、双曲线方程等几何学和解析几何学的知识。通过这些方程，我们可以精确地计算出任意时刻行星的位置、速度和加速度等物理量。此外，这些方程还可以用来研究行星之间的相互作用力和动力学系统等问题。
行星运动的物理原理
牛顿第二定律

（二）开普勒定律
开普勒第一定律 （轨道定律）
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点 上。
开普勒第二定律面积定律
对每个行星而言，行星和太阳的连线在 任意相等的时间内扫过的面积都相等
SA SB SC
近日点
远日点
讨论：近日点的速率与远日点速率哪一个大？ 为什么？拓展提高：能求速度之比吗？
亚里士多德九重天示意图
托勒密
• 托勒密全面继承了亚里士多德的地心说， 并利用前人积累和他自己长期观测得到的数 据，写成了8卷本的《伟大论》。在书中，他 把亚里士多德的9层天扩大为11层，把原动力 天改为晶莹天，又往外添加了最高天和净火 天。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的 圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为 中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫 “均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时假设 地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的 距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上 述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地 球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结 构的数学图景，却较为完满的解释了当时观 测到的行星运动情况，并取得了航海上的实 用价值，从而被人们广为信奉。
对于每一个行星而言，太阳和行星的联 线在相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律 （周期定律）
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周
期的二次方的比值都相等。
R3 T2 k
谢谢
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
THE END
谢谢观看
开普勒第三定律 （周期定律）

(1)多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太
阳处在圆心
(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速
度（线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动
(3)所以行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的
二次方的比值都相等。 总体来说，就是变速椭圆运动作为匀速圆周 运动处理，对应的半长轴即为圆的半径。
课堂小结
1 .地心说与日心说
1、太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。
2、不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。
(2)开普勒第二定律 （面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的 联线在相等的时间内扫过相等的面积。
(3)开普勒第三定律 （周期定律）
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公
转周期的二次方的比值都相等。
a3 T2
(2)德国物理学家开普勒的研究.
总结了他的导师第谷的 全部观测资料，在他最初研 究时，他得到的结果与第谷 的观察数据相差8′，而当时 第谷公认的误差位2′,开普勒 想,这8/可能就是认为行星绕 太阳匀速圆周运动造成的.后 来他花了四年时间一遍一遍 地进行数学计算，通过计算 这一怀疑使他发现了行星运 动三大定律.
经过长期繁复的计算和无数次失败，他终于发
现了行星运动的第三条定律：“行星公转周期的平
方等于轨道半长轴的立方。”这一结果发表在1619
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，恒星离地球都十分遥远，比日地 间的距离大得多。
分析
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆， 太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆 轨道上运动的周期Ｔ和轨道半长轴满足恒量,故 所有行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个 宇宙是在不停运动的。

上。
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地球绕太阳运动的轨迹
ppt课件
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九大行星围绕ppt课太件 阳的运动
日地月运动 ppt课件
开普勒第二定律 （面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在 相等的时间内扫过相等的面积。
若tAB= tCD = tEK ，则sAB= sCD = sEK
D
E
SCD
C
SEK K
SAB
B
A
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。
近处速 度快
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远处速 度慢
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星的椭圆轨道的半长 轴的三次方跟它的公转周期的二 次方的比值都相等。
R3 表达式：
T2
半长轴
=k
行星绕太阳公转 的周期
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B
轴
半 短
太阳
A
半长轴R
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4.在古代,人们对天体的运动存在着 “地心说” 和“日心说”两种对立 的看法, “地心说”认为_地__球__是宇 宙的中心,是静止不动的; “日心说” 认为_太__阳___是静止不动的;这两种认 识都是__错__误__(正确或错误)的
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•作业布置: 1.复习第五章第三节和第四
节 2..预习第二节万有引力定律.
算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨 道的圆心处。
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课后练习: A B
1. 下列说法正确的有 ( ) A 太阳系中的九大行星有一个共同的轨道 焦点 B 行星的运动方向总是沿着轨道的切线方 向 C 行星的运动方向总是与它和太阳的连线 垂直 D 日心说的说法是正确的
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47. 不是境况造就人，而是人造就境况。48. 你想成为幸福的人吗?但愿你首先学会吃得起苦。——屠格涅夫49. 成功的时候，都说是朋友。但只有母亲——她是失败时的伴侣。——郑振峄 50.在我们的一生中，没有人会为你等待，没有机遇会 为你停留，成功也需要速度 51.不论做什么事，都要相信你自己，别让别人的一句话将你击倒。人生没有对错，只有选择后的坚持，不后悔，走下去，走着走着，花就开了。52.吃别人吃不了的苦，忍别人受不了的气，付出比别人更 多的，才会享受的比别人更多。53.我们每个人的人生之舟都需要自己掌舵，自己掌控。懂得，是跌倒了依然会选择站起，失败了依然会选择重来，受伤了依然会选择坚强;懂得，是在黑暗中依然不迷失方向，在生死关头依然不乱了 方寸，在灾难包围中依然会微笑前行。54.思路清晰远比卖力苦干重要，心态正确远比现实表现重要，选对方向远比努力做事重要，做对的事情远比把事情做对重要。成长的痛苦远比后悔的痛苦好，胜利的喜悦远比失败的安慰好。 55.再大的事，到了明天就是小事，再深的痛，过去了就把它忘记，就算全世界都抛弃了你，——你依然也要坚定前行，因为，你就是自己最大的底气。56.人生路上常有风雨，需要一个好的心态。再难的路，只要不放弃，一直走下 去，总会走到终点;再重的担子，笑着是挑，哭着也是挑，又何必让自己难堪;再不顺的生活，撑一撑，也就过去了，笑容，最终会出现在脸上。57.最精美的宝石，受匠人琢磨的时间最长。最贵重的雕刻，受凿的打击最多。58.只有 对过去既往不咎，才能甩掉沉重的包袱；只有能够看轻自己，才能做到轻装上阵。只要不放弃，就没有什么能让自己退缩；只要够坚强，就没有什么能把自己打垮。59.学会驾驭自己的生活，即使困难重重，也要满怀信心的向前。 不自怜不自卑不哀怨，一日一日过，一步一步走，那份柳暗花明的喜乐和必然的抵达，在于我们自己的修持。真正想做成一件事，不取决于你有多少热情，而是看你能多久坚持。60.永远不要沉溺在安逸里得过且过，能给你遮风挡 雨的，同样能让你不见天日。只有让自己更加强大，才能真正的撑起一片天。61.人生中谁都有梦想，但要立足现实，在拼搏中靠近，在忍耐中坚持，别把它挂在嘴边，常立志者无志。62.人这一辈子，其实做不了几件事，所以想做

太阳
轨道上绕太阳运动，太阳是在这
些椭圆的其中一个焦点上。
◆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 内扫过相等的面积。即近日点速 率最大，远日点速率最小。
◆开普勒第三定律（周期定律）
太阳
●
焦点 行星轨道
所有行星的椭圆轨道的半长轴的
三次方与周期的平方成正比。
即有: R13/R23=T12/T22
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
1、地心说
在古代，以希腊亚里士多德为代表，认 为地球是宇宙的中心。其它天体则以地球为 中心，在不停地运动。这种观点，就是“地 心说”。公元二世纪，天文学家托勒玫，把 当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发 展完善了“地心说”，描绘了一个复杂的天 体运动图象。
2、日心说
随着天文观测不断进步， “地心说”暴露出许多问题。逐 渐被波兰天文学家哥白尼(14731543)提出的“日心说”所取代。
◆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相等的 面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。
◆开普勒第三定律（周期定律）
所有行星的椭圆轨道的半长轴 的三次方与周期的平方成正比。 即有: R13：R23=T12：T22
或: R3/T2=k 注意: k的大小与行星无关，
只与太阳有关。
长轴 短 轴
11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。202 1/8/92021/8/92021/8/9A ug-219- Aug-21