1、7.1行星的运动太阳太阳地球地球木星木星银河系银河系中国古代已经开始观测行星的运动中国古代已经开始观测行星的运动夏小正夏小正是夏代是夏代(约公元前二十约公元前二十 一世纪到公元前十六世纪一世纪到公元前十六世纪)的历书，的历书，记述了每月的星象记述了每月的星象,如早晨和黄昏如早晨和黄昏出现在南方的星星出现在南方的星星,北斗柄的指向北斗柄的指向,银河在天空的位置银河在天空的位置,太阳到了恒星太阳到了恒星间什么地方等间什么地方等.汉（二世纪）张衡：月球背面的“张衡环形山”。小行星1802命名为“张衡小行星”。张衡观测记录了两千五百颗恒星，创制了世界上第一架能比较准确地表演天象的漏水转浑天仪。元：（1
2、2世纪）郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器 人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1中国神舟人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1现代的中国已经开始向深空探测现代的中国已经开始向深空探测10月24日18时05分，嫦娥一号探测器从西昌卫星发射中心成功发射。人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1
3、1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 112月月2日凌晨，嫦娥三号发射成功。日凌晨，嫦娥三号发射成功。12月月14日软着陆成功，日软着陆成功，15日着陆器与巡视器（日着陆器与巡视器（“玉兔号玉兔号”月球车）成功分离月球车）成功分离 人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1
4、 1 托托 勒勒 密密 地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动,一切行一切行星围绕地球运动星围绕地球运动一：行星的运动的认识：一：行星的运动的认识：公元二世纪公元二世纪 希腊希腊 托勒密托勒密1、地心说、地心说-核心核心:匀速圆周运动原则匀速圆周运动原则缺点：（哥白尼）缺点：（哥白尼）缺少缺少简洁性简洁性 优点：优点：指导制定历法、航海，符合人们的日常经验，指导制定历法、航海，符合人们的日常经验，符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法.人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中
5、物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1 太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动,一切行星一切行星都围绕太阳运动。都围绕太阳运动。哥白尼哥白尼一、行星的运动的认识：一、行星的运动的认识：公元十六世纪公元十六世纪 波兰哥白尼波兰哥白尼2、日心说、日心说-核心：匀速圆周运动原则核心：匀速圆周运动原则 优点：优点：“日心说日心说”，只是比，只是比“地心说地心说”更接近事实。更接近事实。错误：错误：保留了保留了“匀速圆周运动匀速圆周运动”观点观点 人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运
6、动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1二、开普勒行星运动定律的建立二、开普勒行星运动定律的建立(1)丹麦天文学家第谷丹麦天文学家第谷 的探索的探索:在哥白尼之后，第谷在哥白尼之后，第谷连续连续20年年对行星的位置进行对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度测量的精确程度。在第。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10，第谷把，第谷把这个这个不确定性减小到不确定性减小到2。支持行星绕太阳做匀速圆周运动的模型支持行星绕太阳做匀速圆周运动的模型.人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课
7、件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1(2)德国物理学家开普勒德国物理学家开普勒-“天空立法者天空立法者”.1600年与第谷合作。年与第谷合作。开普勒按开普勒按圆轨迹圆轨迹假设假设计算火星计算火星位置位置，70余次计算的的结果都余次计算的的结果都与第谷的观察数据相差与第谷的观察数据相差8/，而，而当时第谷公认的误差为当时第谷公认的误差为2/。（3）机遇与智慧）机遇与智慧 继承了第谷的观测数据，继承了第谷的观测数据，“一定要尊重观测事实一定要尊重观测事实”他幸运的选中火星，而火星轨道的他幸运的选中火星，而火星轨道的 偏心率在行星中比起来
8、是相当大的偏心率在行星中比起来是相当大的 第谷测错了？第谷测错了？哥白尼观点错了？哥白尼观点错了？人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1“上天给我们一位像第谷这样精通的观测者，应该感谢神灵的这个恩赐。一经认识这是我们使用的假说上的错误使用的假说上的错误，便应竭尽全力去发现天体运动的真正规律，这8分是不允许忽略的，它使我走上改革整个天文学的道路。”开普勒（4）成就）成就 1609年发表第一、第二定律年发表第一、第二定律新天文学新天文学、论火星论火星的运动的运动，判断出行星
9、轨道及运动特点。，判断出行星轨道及运动特点。人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1开普勒开普勒开普勒第一定开普勒第一定律律三、开普勒行星运动定律三、开普勒行星运动定律 轨 道 定 律人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1椭圆轨道特征：动点到两个定点的椭圆轨道特征：动点到两个定点的距离之和不变距离之和不变F1O概念：焦点概念：焦点 长轴长轴 短轴短
10、轴 人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1（4）成就）成就 1609年发表第一、第二定律年发表第一、第二定律新天文学新天文学、论火星论火星的运动的运动1619年发表第三定律年发表第三定律-宇宙谐和论宇宙谐和论行星名称 公转 太阳 周期（T）距离（R）水星 0.241 0.387金星 0.615 0.723地球 1.000 1.000火星 1.881 1.524木星 11862 5.203土星 29457 9.539这些数据之间有什么联系？这些数据之间有什么联系？周期平方
11、（T2）距离立方（R3）0.058 0.0580.378 0.3781.000 1.0003.54 3.54140.7 140.85867.7 867.98 人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1开普勒开普勒开普勒第二定开普勒第二定律律 对于每一个行星而言，太阳和行星的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联线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律面 积 定 律人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPP
12、T优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢行星运行的速度变化有什么规律呢?VAA B VBRB RA BBAAVRVR人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢行星运行的速度变化有什么规律呢?RV VCVRsin人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课
13、件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1开普勒开普勒开普勒第三定开普勒第三定律律所有行星的轨道的所有行星的轨道的半长轴半长轴的三次方的三次方跟跟公转周期公转周期的二次方的比值都相等的二次方的比值都相等开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律周 期 定 律有关的量是和中心天体（太阳），kkTa23 后人尊称开普勒为后人尊称开普勒为“天空立法者天空立法者”人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1高中阶段对行星运动的近似化研
14、究：高中阶段对行星运动的近似化研究：把行星（卫星）的运动看作为把行星（卫星）的运动看作为匀速圆匀速圆周运动周运动处理，对应的半长轴即为处理，对应的半长轴即为圆的半圆的半径径。有关的量是和中心天体（太阳），kkT23R行星绕太阳运动的行星绕太阳运动的轨道十分接近圆轨道十分接近圆，太阳处在，太阳处在圆心圆心行星绕太阳做圆周运动的角速度行星绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）大小（线速度）大小不变，即行星做不变，即行星做匀速圆周运动匀速圆周运动行星行星轨道半径的三次方轨道半径的三次方跟它的跟它的公转周期的二次方公转周期的二次方的的比值都相等。比值都相等。人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动
15、PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1一、行星的运动一、行星的运动“地心说地心说”和和“日心说日心说”的发展过程的发展过程 二二.开普勒行星运动定律开普勒行星运动定律三、高中阶段对行星运动的近似化研究三、高中阶段对行星运动的近似化研究本节知识点本节知识点有关的量是和中心天体（太阳），kkT23R人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1 例：例：地球的公转半径在天文学上作为长度单位，地球的公转半径
16、在天文学上作为长度单位，称为天文单位。已知火星公转轨道半径是称为天文单位。已知火星公转轨道半径是1.5天文单位，天文单位，火星的公转周期是多少个地球日？火星的公转周期是多少个地球日？（天）6715.13653t2322131TRTR人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1例：一种通信卫星需要例：一种通信卫星需要“静止静止”在赤道上空，它运行在赤道上空，它运行的周期一定与地球自转周期相等，估算这种通信卫的周期一定与地球自转周期相等，估算这种通信卫星离地心的距离大约是月心到地
17、心的距离的几分之星离地心的距离大约是月心到地心的距离的几分之 一？（提示：月球周期可以约为一？（提示：月球周期可以约为27天）天）人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1例：地球公转轨道近似为圆，彗星轨道是非常扁例：地球公转轨道近似为圆，彗星轨道是非常扁的椭圆。的椭圆。1682年英国科学家哈雷观测一颗慧星，年英国科学家哈雷观测一颗慧星，轨道半径约轨道半径约18个天文单位，被命名为个天文单位，被命名为“哈雷彗星哈雷彗星”。已知哈雷彗星最近的出现时间是已知哈雷彗星最近的出现时
18、间是1986年，那么估年，那么估算它下一次出现大约在那一年？算它下一次出现大约在那一年？人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1练习练习2宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是运行的周期是 （）A3年年 B9年年 C27年年 D81年年人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中
19、物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1 练习练习1、地球绕太阳运行的轨道半长轴为、地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.501011m,周期为周期为365天；月球绕地球运行的轨道天；月球绕地球运行的轨道半长轴为半长轴为3.82108 m，周期为，周期为27.3天，天，则则对于绕太阳运行的行星，对于绕太阳运行的行星，R3/T2的值为的值为m3/s2;对于绕地球运动的物体，对于绕地球运动的物体，R3/T2值为值为 m3/s2。人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀
20、课件优秀课件1 1练习练习3.飞船沿半径为飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期的圆周绕地球运动，其周期为为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在在B处相切，如图，如果地球半径为处相切，如图，如果地球半径为R0，则飞船，则飞船由由A点到点到B点所需要的时间是多少？点所需要的时间是多少？人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1(1).内容内容:(3).地心说的成就地心说的成就(2).代表人物：托勒密代表人物：托勒密人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1人教版高中物理人教版高中物理行星的运动行星的运动PPTPPT优秀课件优秀课件1 1
