《2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 萬有引力定律 1 天體運(yùn)動(dòng)課件 教科版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 萬有引力定律 1 天體運(yùn)動(dòng)課件 教科版必修2.ppt（27頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1天體運(yùn)動(dòng),第三章萬有引力定律,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.了解地心說和日心說兩種學(xué)說的內(nèi)容. 2.了解開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律的內(nèi)容. 3.了解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，來之不易.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、兩種對(duì)立學(xué)說 1.地心說 是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮及其他行星都繞____ 運(yùn)動(dòng). 2.日心說 是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞 運(yùn)動(dòng).,地球,地球,太陽,太陽,二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 1.第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是 ，太陽處在____
2、 上. 2.第二定律：從太陽到行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過 . 3.第三定律：行星軌道 與 的比值是 一個(gè)常量.其表達(dá)式為 ，其中r是橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T是行星繞中 心天體公轉(zhuǎn)的周期，k是一個(gè)與行星 (填“有關(guān)”或“無關(guān)”)的常量.,所有,橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),相等的面積,橢圓,半長(zhǎng)軸的三次方,公轉(zhuǎn)周期的二次方,無關(guān),1.判斷下列說法的正誤. (1)太陽系中所有行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng).( ) (2)太陽系中所有行星都繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)，且它們到太陽的距離各不相同.( ) (3)圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的各行星的速率是不變的.( ) (4)開普勒第三定律公式 k
3、中的T表示行星自轉(zhuǎn)的周期.( ) (5)對(duì)同一恒星而言，行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng).( ),即學(xué)即用,,,,,答案,,2.如圖1所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，下列說法正確的是 A.速度最大點(diǎn)是B點(diǎn)B.速度最小點(diǎn)是C點(diǎn) C.m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)D.m從B到A做減速運(yùn)動(dòng),答案,圖1,,重點(diǎn)探究,,一、對(duì)開普勒定律的理解,1.開普勒第一定律解決了行星的軌道問題 行星的軌道都是橢圓，如圖2所示.不同行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道是不同的，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖3所示，即所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)太陽.因此開普勒第一定律又叫軌道定律.,圖2 圖3,2.開普勒第二定律解決了行星繞太
4、陽運(yùn)動(dòng)的速度大小問題 (1)如圖4所示，如果時(shí)間間隔相等，由開普勒第二 定律知，面積SASB，可見離太陽越近，行星在相 等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，即行星的速率越大.因此 開普勒第二定律又叫面積定律. (2)近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽的最近點(diǎn)、最遠(yuǎn)點(diǎn).同一行星在近日點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小.,圖4,3.開普勒第三定律解決了行星公轉(zhuǎn)周期的長(zhǎng)短問題 (1)如圖5所示，由 k知橢圓軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行 星，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)，因此開普勒第三定律也叫周 期定律.常量k與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān). (2)該定律也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，其中常量k與衛(wèi)星無關(guān)，只與地球有關(guān)，也就是說k值大小由中心天體決定.
5、,圖5,例1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知 A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心 B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等 C.火星和木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方 D.相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的 面積,解析,,答案,解析太陽位于木星運(yùn)行的橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤. 由于火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，火星和木星繞太陽運(yùn)行的速度大小在變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤. 根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知，火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方，選項(xiàng)C正確. 相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積不等于木
6、星與太陽連線掃過的面積，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,針對(duì)訓(xùn)練1(多選)下列關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的說法正確的是 A.太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn) B.太陽系中的八大行星的軌道有的是圓形，并不都是橢圓 C.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向 D.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直,解析,,答案,,解析太陽系中的八大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，且太陽位于八大行星橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； 行星的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向，選項(xiàng)C正確； 行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽連線的夾角大于90，行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽
7、連線的夾角小于90，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,,由于大多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究中可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理，且是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)橢圓軌道的半長(zhǎng)軸取圓軌道的半徑.,二、開普勒定律的應(yīng)用,例21970年4月24日，我國發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，其近地點(diǎn)高度是h1439 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度是h22 384 km，則近地點(diǎn)處衛(wèi)星的速率約為遠(yuǎn)地點(diǎn)處衛(wèi)星速率的多少倍？(已知地球的半徑R6 400 km),答案,解析,答案1.28倍,,,解析設(shè)一段很短的時(shí)間為t，近地點(diǎn)在B點(diǎn)，當(dāng)t很小時(shí)，衛(wèi)星和地球的連線掃過的面積可按三角形面積進(jìn)行計(jì)算，如圖所示，即 、 都可視為線段. 由開普勒第二定律得SA
8、BCFSMPNF，即,例3長(zhǎng)期以來，“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119 600 km，公轉(zhuǎn)周期T16.39天.后來，天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r248 000 km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于 A.15天 B.25天C.35天 D.45天,答案,解析,,,,開普勒第三定律揭示的是不同行星運(yùn)動(dòng)快慢的規(guī)律，應(yīng)用時(shí)要注意以下兩個(gè)問題： (1)首先判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同，只有對(duì)同一個(gè)中心天體開普勒第三定律才成立. (2)明確題中給出的周期關(guān)系或半徑關(guān)系之后，根據(jù)開普勒第三定律列式求解.,針對(duì)訓(xùn)練2木星和地球都繞太陽公轉(zhuǎn)，木星
9、的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽的距離為1天文單位，則木星與太陽的距離約為 A.2天文單位 B.5.2天文單位 C.10天文單位 D.12天文單位,答案,解析,,,,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(對(duì)開普勒第三定律的認(rèn)識(shí))(多選)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的表達(dá)式 k，以下理解正確的是 A.k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量 B.r代表行星的球體半徑 C.T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期 D.T代表行星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期,,解析開普勒第三定律中的公式 k，k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量，與中心天體有關(guān)，選項(xiàng)A正確； r代表行星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； T代表行星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.,
10、答案,解析,1,2,3,,2.(開普勒第二定律的應(yīng)用)某行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a，近日點(diǎn)離太陽的距離為b，過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過近日點(diǎn)時(shí)的速率為,,答案,解析,1,2,3,1,2,3,解析根據(jù)開普勒第三定律，有 解得R錢 故C正確.,3.(開普勒第三定律的應(yīng)用)1980年10月14日，中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國際小行星中心和國際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，將這顆小行星命名為“錢學(xué)森星”，以表彰這位“兩彈一星”的功臣對(duì)我國科技事業(yè)做出的卓越貢獻(xiàn).若 將地球和“錢學(xué)森星”繞太陽的運(yùn)動(dòng)都看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 它們的運(yùn)行軌道如圖6所示.已知“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行 一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑為R， 則“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為,,圖6,答案,解析,1,2,3,
2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 萬有引力定律 1 天體運(yùn)動(dòng)課件 教科版必修2.ppt
