1、第三章第三章 万有引力定律万有引力定律 3.1 3.1 天体天体运动运动 学习目标定位 了解地心说和日心说两种不同的观点. 理解开普勒行星运动三定律，并能初步运用开普勒行星 运动定律解决一些简单问题 学习探究区 一、地心说和日心说 二、开普勒行星运动定律 三、中学阶段对天体运动的处理方法 一、地心说和日心说 我们经常看到太阳自地球东方升起，又落到地球西方，也就是说， 我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，这正是古代人们对天体运动 存在的一种看法地心说，你知道古代人们对天体运动还存在什 么观点吗？ 问题设计 答案 日心说，即认为太阳是静止不动的，地球和其他行星 都绕太阳运动 要点提炼 地心说地心说
2、托 勒 密（古希腊） 托 勒 密 (1)地球是宇宙的中心， 是静止不动的；(2)太 阳、月亮以及其他行星 都绕地球运动； (3)地 心说的代表人物是古希 腊科学家托勒密 要点提炼 日心说日心说 哥 白 尼(波兰）哥白尼 (1)宇宙的中心是太阳，所有 行星都绕太阳做匀速圆周 运动；(2)地球是绕太阳旋转 的行星，月球是绕地球旋转 的卫星，它绕地球做匀速圆 周运动，同时还跟地球一起 绕太阳旋转；(3)天体不动， 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；(4)日心说的代表 人物是 哥白尼 返回 二、开普勒行星运动定律 1古人认为天体做什么运动？开普勒认为行星做什么样的运动？他
3、是怎样得出这一结论的？ 问题设计 答案 古人认为天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动开普勒 认为行星做椭圆运动他发现假设行星做匀速圆周运动，计算所得的 数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这种差别 2开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律 ？ 二、开普勒行星运动定律 问题设计 答案 从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关 系三方面揭示了行星运动的规律 对开普勒三定律的理解对开普勒三定律的理解 1开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于_ 的运动 2由开普勒第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速 度 ，而离太阳比较远时，行星运行的速度
4、 3在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的k值均相同；但对不同 的天体系统k值 k值的大小由系统的 决定 要点提炼 绕地球 卫星 比较快 比较慢 中心天体不相同 返回 三、中学阶段对天体运动的处理方法 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 的研究中可以按圆轨道处理，开普勒三定律就可以这样表述： 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)不变， 即行星做 ； 3所有行星轨道 的三次方跟它的_的二次方的比值都相 等，即 . 圆心 匀速圆周运动 半径公转周期 返回 一、对两种学说的认识 典例精析 例1 下列说法都
5、是“日心说”的观点 ，现在看来其中正确的是( ) 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 解析 不是宇宙中心，只是太阳系的中心 椭圆 B地球是绕太阳运动的普通行星，月 球是绕地球旋转的卫星，它绕地球 做匀速圆周运动，同时还跟地球一 起绕太阳运动 C天体不动,因为地球每天自西向东转 一周,造成天体每天东升西落的现象 D与日地距离相比，恒星离地球十分 遥远，比日地间距离大得多 所有的恒星都在高速运动 D 返回 二、对开普勒定律的理解 例2 关于行星绕太阳运动，下列说法正 确的是( ) A行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程 中，其速度与行星和太阳之间的距离 有关，距离小时速度小，距离大
6、时速 度大 B所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动， 太阳在椭圆轨道的一个焦点上 C所有行星绕太阳运动的周期都是相等 的 D行星之所以在椭圆轨道上绕太阳运动 ， 是由于太阳对行星的引力作用 典例精析 r不同 T不同 BD 返回 三、开普勒三定律的应用 例3 如图所示，某行星沿椭圆轨 道运行，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( ) Avb va Bvb va Cvb va Dvb va 典例精析 行星 太阳 S S 从A点到A点，近似看作扇形， 从B点到B点， 根据开普勒第二定律， C 返回 课堂要点小结 行 星 的 运 动 两
7、种 学说 开普勒 行星运 动定律 代表人物：托勒密 地心说：地球是静止的，是宇宙的中心 日心说：太阳是静止的，是宇宙的中心，地球和其他行星 都绕太阳转； 代表人物：哥白尼 第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处 在所以椭圆的一个焦点上。 第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等 的面积 第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二 次方的比值是一个常量返回 自我检测区 1234 1(对两种学说的认识)关于日心说被人 们所接受的原因是 ( ) A以地球为中心来研究天体的运动有很 多无法解决的问题 B以太阳为中心，许多问题都可以解决 ，对行星运动的描述也变得简单了 C地球是
8、围绕太阳运动的 D太阳总是从东方升起，从西方落下 1234 哥白尼的日心说;当时能被人们 所接受，正是因为简洁性 B 托勒密的地心说 可以解释行星的逆行问题，但非常 复杂，缺少简洁性 2(对开普勒定律的理解)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火星与木星公转周期相等 B火星和木星绕太阳运行速度的大小始 终不变 C太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点 上 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 1234 F 、v的方向并不是始终垂直 开普勒第一定律 面积定律必须相对于同一 个卫星而言 1234 3(开普勒定律的应用)某行星绕太
9、阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和 F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在 A点的速率比在B点的大，则太阳是 位于( ) AF2 BA CF1 DB 行星 太阳 S S 开普勒第二定律:(t同)面积定律 隐含条件 A. B. C. D. 4. (开普勒三定律的应用)1980年10月14日， 中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太 阳运行的小行星，2001年12月21日，经国 际小行星中心和国际小行星命名委员会批 准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以 表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事 业做出的卓越贡献若将地球和“钱学森星 ”绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的 运行轨道如图所示已知“钱学森星”绕太 阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太 阳运行的轨道半径为R，则“钱学森星”绕 太阳运行的轨道半径约为( ) 周 期 定 律 已知地球轨道 半径和周期 求另外一个 卫星的半径 1234
