1、1行星的运动行星的运动 1了解地心说与日心说的主要内容和代表人物了解地心说与日心说的主要内容和代表人物2知道人类对行星运动的认识过程知道人类对行星运动的认识过程3理解并应用开普勒三个定律分析问题理解并应用开普勒三个定律分析问题.地心模型亚里士多德亚里士多德地球地球行星的逆行地球均轮本轮火星火星的运行路径地心说行星在天球上的行星在天球上的运动运动(順行順行与与逆行逆行)(20052006年火星在天球上的运行轨迹)地球地球本轮本轮均轮均轮偏心模型O托勒密托勒密(玫玫)本轮本轮均轮均轮偏心模型托勒密托勒密(玫玫)地球地球O.O哥白尼哥白尼在古代，人们对于天体的运动，存在着两种对立的看法，在古代，人们
2、对于天体的运动，存在着两种对立的看法，人们称为两种学说，其对比如表：人们称为两种学说，其对比如表：两种对立的学说两种对立的学说 两种学说内容代表人物地心说_是静止不动的，_是宇宙的中心，太阳、月亮以及其他行星都绕_运动托勒密(古希腊)日心说_是静止不动的，_是宇宙的中心，地球以及其他行星都绕太阳运动哥白尼(波兰)地球地球地球地球地球地球太阳太阳太阳太阳思考思考1：地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来这两种观点哪一种是正确的？这两种观点哪一种是正确的？提示：提示：两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史两种观点受人们意识的限制，是人类发展
3、到不同历史时期的产物两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不时期的产物两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不完全正确的完全正确的第 谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测8分的误差分的误差 否定否定19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动怎么回事怎么回事呢呢1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、月亮和其他行星都绕地球地球是宇宙的中心，太阳、月亮和其他行星都绕地球运动运动B太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳运动太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳运动C地球是绕太阳运动的一
4、颗行星地球是绕太阳运动的一颗行星D日心说和地心说都正确反映了天体运动规律日心说和地心说都正确反映了天体运动规律解析解析宇宙中任何天体都是运动的，地心说和日心说都有宇宙中任何天体都是运动的，地心说和日心说都有局限性，只有局限性，只有C正确正确答案答案C 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是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。椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律开普勒第一定律（轨道定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线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。在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第二定律开普勒第二定律（面积定律）
5、行星离太阳比较近时，运行的速度比较快；离太阳较远时速度比较慢。行星运动绕太阳运动的轨道是椭行星运动绕太阳运动的轨道是椭圆的验证？圆的验证？地球地球圆圆年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21秋冬两季比春夏两季时间短秋冬两季比春夏两季时间短春春92天天夏夏94天天秋秋89天天冬冬90天天 假设地球绕太阳的运动是一个椭假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动圆运动,太阳在焦点上太阳在焦点上,根据曲线运动的根据曲线运动的特点，得在秋分到冬至再到春分的时特点，得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再
6、到秋分的时间短，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。所以秋冬两季比春夏两季要短。（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。次方的比值都相等。即即：R3/T 2=k开普勒第三定律开普勒第三定律K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量R开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律 定律内 容公式或图示开普勒第一定律所有_绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在_的一个_上开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在_内扫过的_行星行星椭圆椭圆椭圆椭圆焦
7、点焦点相等时间相等时间面积相等面积相等定律内 容公式或图示开普勒第三定律_的轨道的半长轴a的三次方跟它的_的二次方的比值都_公式：_k，k是一个与行星_的常量所有行星所有行星公转周期公转周期T相等相等无关无关思考思考2：开普勒定律除适用于行星绕太阳的运动外还适用于开普勒定律除适用于行星绕太阳的运动外还适用于其他天体绕中心天体的运动吗？其他天体绕中心天体的运动吗？提示：提示：开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其他天体绕中心天体的运动，如卫星绕地球的运动其他天体绕中心天体的运动，如卫星绕地球的运动 2如图如图611所示行星所示行星m绕恒星绕
8、恒星M运动情况的示意图，下运动情况的示意图，下列说法正确的是列说法正确的是()A速度最大点是速度最大点是B点点B速度最小点是速度最小点是C点点Cm从从A到到B做减速运动做减速运动Dm从从B到到A做减速运动做减速运动图图611解析解析由在相等时间内扫过的面积相等由在相等时间内扫过的面积相等可比较在同一轨道上某两个位置的线速可比较在同一轨道上某两个位置的线速度的大小、向心加速度的大小等度的大小、向心加速度的大小等答案答案C3已知两个行星的质量已知两个行星的质量m12m2，公转周期，公转周期T12T2，则它，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为们绕太阳运转轨道的半长轴之比为()答案答案C行星的轨道与圆
9、十分接近，中学阶段按行星的轨道与圆十分接近，中学阶段按_处理，处理，运动规律可描述为：运动规律可描述为：1行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在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，它绕太阳转动的角速度对某一行星来说，它绕太阳转动的角速度(或线速度大小或线速度大小)_，即行星做，即行星做_运动运动行星运动的一般处理方法行星运动的一般处理方法 圆周运动圆周运动圆心圆心不变不变匀速圆周匀速圆周轨道半径轨道半径公转周期公转周期3所有行星所有行星_的三次方跟它的的三次方跟它的_的二次方的二次方的比值都相等，表达式为的比值都相等，表达式为_.4.关于天体的运动，以下说法中正确的是
10、关于天体的运动，以下说法中正确的是()A天体的运动无法研究天体的运动无法研究B天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动C太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动D太阳系中所有行星都围绕太阳运动太阳系中所有行星都围绕太阳运动解析解析太阳系中所有行星都绕太阳运转，轨道是椭圆，太太阳系中所有行星都绕太阳运转，轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上阳在椭圆的一个焦点上答案答案D 1.开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的，在行星的轨道上出现了近日点和
11、远日点是不同的，在行星的轨道上出现了近日点和远日点2开普勒第二定律说明行星在近日点的速率大于在远日点开普勒第二定律说明行星在近日点的速率大于在远日点的速率，从近日点向远日点运动时速率变小，从远日点向的速率，从近日点向远日点运动时速率变小，从远日点向近日点运动时速率变大近日点运动时速率变大开普勒定律的理解开普勒定律的理解【典例典例1】关于行星绕太阳运动，下列说法正确的是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，距离大时速星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大
12、时速度大度大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的一个焦点上C所有行星绕太阳运动的周期都是相等的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行星的引力作用解析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，椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，B正确；由开普勒第二正确；由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大，距离大时速度小，定律知行星离太阳距离小时速度
13、大，距离大时速度小，A错错误；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，公转周期的二次方的比值都相等，C错误；行星间的引力、错误；行星间的引力、行星与其他天体间的引力远小于行星与太阳间的引力，行星行星与其他天体间的引力远小于行星与太阳间的引力，行星与太阳间的引力提供行星绕太阳运动的向心力，与太阳间的引力提供行星绕太阳运动的向心力，D对对答案答案BD 开普勒定律与圆周运动问题综合时，注意行星开普勒定律与圆周运动问题综合时，注意行星靠近太阳的过程中都是向心运动，速度增加，在近日点速度靠近太阳的过程中都是向心运动
14、，速度增加，在近日点速度最大；行星远离太阳的时候都是离心运动，速度减小，在远最大；行星远离太阳的时候都是离心运动，速度减小，在远日点速度最小日点速度最小开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用【典例典例2】太阳系中的第二大行星太阳系中的第二大行星土星，其卫星目前已发土星，其卫星目前已发现达数十颗下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些现达数十颗下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数则两卫星相比较，下列判断正确的是参数则两卫星相比较，下列判断正确的是().卫星距土星的距离/km半径/km质量/kg发现者发现年代土卫五527 0007652.491021卡西尼1672土卫六1 222 0002
15、5751.351023惠更斯1655A土卫五的公转周期较小土卫五的公转周期较小 B土卫六的转动角速度较大土卫六的转动角速度较大C土卫六的向心加速度小土卫六的向心加速度小 D土卫五的公转速度较大土卫五的公转速度较大A土卫五的公转周期较小土卫五的公转周期较小B土卫六的转动角速度较大土卫六的转动角速度较大C土卫六的向心加速度小土卫六的向心加速度小 D土卫五的公转速度较大土卫五的公转速度较大解析解析比较同一个行星的两卫星的运动情况，其方法与比较比较同一个行星的两卫星的运动情况，其方法与比较太阳的任意两颗行星的运动情况的方法一样卫星本身的大太阳的任意两颗行星的运动情况的方法一样卫星本身的大小、形状与其运
16、动快慢无关筛选所给的信息，其重要信息小、形状与其运动快慢无关筛选所给的信息，其重要信息是：卫星离土星的距离，设其运动轨道是圆形的，且做匀速是：卫星离土星的距离，设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转圆周运动，根据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等，得周期的平方的比值相等，得A正确土卫六的周期较大，则正确土卫六的周期较大，则由匀速圆周运动的知识得：由匀速圆周运动的知识得：答案答案ACD【跟踪跟踪2】地球到太阳的距离为水星到太阳距离的地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍，那倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？么地
17、球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？(假设地假设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆球和水星绕太阳运转的轨道是圆)物理建模物理建模5行星运动模型行星运动模型建模指导建模指导由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，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这样，开普勒行在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理这样，开普勒行星运动的三个定律就可以这样说：星运动的三个定律就可以这样说：(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心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对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动
18、的角速度(或线或线速度大小速度大小)不变，即行星做匀速圆周运动不变，即行星做匀速圆周运动典例剖析典例剖析【典例典例】有一行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均有一行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的距离的8倍，则该行星绕太阳公转的周期约是多少年？倍，则该行星绕太阳公转的周期约是多少年？答案答案22.6年年【审题技巧审题技巧】【我来冲关我来冲关】继美国发射的可重复使用的运载火箭后，印继美国发射的可重复使用的运载火箭后，印度称正在设计可重复使用的宇宙飞船，预计度称正在设计可重复使用的宇宙飞船，预计将在将在2030年发射成功，这项技术将使印度在年发射成功，这项技术将使印度在太空领域占有优势假
19、设某飞船沿半径为太空领域占有优势假设某飞船沿半径为R的圆周绕地球运行，其圆周期为的圆周绕地球运行，其圆周期为T，地球半，地球半径为径为R0.该飞船要返回地面时，可在轨道上该飞船要返回地面时，可在轨道上某点某点A处将速率降到适当数值，从而沿着以处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的面的B点相切，如图点相切，如图613所示求该飞所示求该飞船由船由A点运动到点运动到B点所需的时间点所需的时间 图图613解析解析飞船沿半径为飞船沿半径为R的圆周绕地球运动时，可认为其半长的圆周绕地球运动时，可认为其半长轴轴aR飞船返回地面时，沿以
20、地心为焦点的椭圆轨道运行，飞船由飞船返回地面时，沿以地心为焦点的椭圆轨道运行，飞船由A点运动到点运动到B点的时间为其沿椭圆轨道运动周期点的时间为其沿椭圆轨道运动周期T的一半的一半【状元微博状元微博】开普勒三定律的记忆诀窍开普勒三定律的记忆诀窍一、两种学说一、两种学说1提出行星运动规律的天文学家为提出行星运动规律的天文学家为()A第谷第谷 B哥白尼哥白尼 C牛顿牛顿 D开普勒开普勒解析解析开普勒整理了第谷的观测资料，在哥白尼学说的基开普勒整理了第谷的观测资料，在哥白尼学说的基础上提出了三大定律，提出了行星的运动规律础上提出了三大定律，提出了行星的运动规律答案答案D2关于日心说被人们所接受的原因是
21、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以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题题B以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动的描以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了述也变得简单了C地球是围绕太阳转的地球是围绕太阳转的D太阳总是从东面升起，从西面落下太阳总是从东面升起，从西面落下解析解析托勒密的地心说可以解释行星的逆行问题，但非常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，而简洁性是当时人们所追求的哥白复杂，缺少简洁性，而简洁性是当时人们所追求的哥白尼的日心说之所以被当时人们接受正是因为这一点尼的日心说
22、之所以被当时人们接受正是因为这一点答案答案B二、对开普勒定律的理解及应用二、对开普勒定律的理解及应用3关于行星的运动，下列说法正确的是关于行星的运动，下列说法正确的是()A行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大C水星轨道的半长轴最短，公转周期最小水星轨道的半长轴最短，公转周期最小D海王星离太阳海王星离太阳“最远最远”，绕太阳运行的公转周期最大，绕太阳运行的公转周期最大答案答案BCD答案答案AC5两行星运行周期之比为两行星运行周期之比为1 2，其运行轨道半长轴之比为，其运行轨道半长轴之比为()答案答案C【跟踪跟踪1】某行星沿椭圆轨道运行，远日点某行星沿椭圆轨道运行，远日点A离太阳的距离离太阳的距离为为a，近日点，近日点B离太阳的距离为离太阳的距离为b，行星经过，行星经过A点时的速率点时的速率为为va，则经过，则经过B点时的速率为点时的速率为()图图612答案答案C
