1.天体运动.ppt

第三章 万有引力定律 1. 天体运动 1.了解“地心说”和“日心说”两种不同学说的建立和 发展 过程。 2.知道开普勒行星运动定律，会利用第三定律计算， 了解开普勒第三定律中的k值大小只与中心天体 有关。 一、探究古代对行星运动规律的认识 阅读课本“日心说”内容，思考并回答下列问题： 1.古代关于天体运动的两种学说是什么？ “日心说”和“地心说” 2.“地心说”的代表人物是谁？他的基本观点是什么？ “地心说”的代表人物是托勒密，他认为地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他的行星都在绕地球运动。 3.“日心说”的代表人物是谁？他的基本观点是什么？ “日心说”的代表人物是哥白尼，他认为太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其它的行星都在绕太阳运动。 4.“日心说”和“地心说”哪个更正确呢？ 试举例说明。 “日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况应该是相同的，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这种情况；昼夜交替是地球自转形成的，而四季则是地球绕太阳公转形成的。 “日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”只是比“地心说”更准确一些罢了。 6.哥白尼的贡献是什么？ 哥白尼开辟了科学的新时代，使古代科学走向了近代的牛顿力学。 5.“日心说”的观点是否绝对正确？ 补充说明： 两种学说都有一定的局限性，他们都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符。 二、开普勒行星运动定律 阅读课本相关内容，了解开普勒三定律的发现过程及内容。 开普勒 开普勒 开普勒第一定律 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 开普勒第二定律 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。 思考：行星在椭圆轨道上绕太阳运行时何处的速率最大？何处的速率最小？行星的速率是如何变化的？ 分析：　由开普勒第二定律可知，在相等的时间内，行星与太阳的连线要扫过相等的面积，这样的话行星与太阳相距较近时行星在相等的时间内经过的弧长必须较长，运动速率较大．因此行星在近日点速率最大，远日点速率最小，由近日点到远日点，速率减小，由远日点到近日点，速率增大。 开普勒 开普勒第三定律 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，都等于一个常量。公式：r3/T2＝k，k是一个与行星无关的常量。 高中阶段对行星运动的近似处理： 因为行星绕太阳运动的轨道都十分接近于一个圆，所以在通常的分析和计算中，一般把行星的椭圆轨道当成圆轨道，这样椭圆的两个焦点重叠在一起成为圆心，椭圆的半长轴和半短轴长度变得相等，变为圆的半径，太阳处在圆心的位置，由于太阳与行星的连线在相等的时间内要扫过相等的面积（开普勒第二定律），故把行星的椭圆轨道当成圆轨道后，行星绕太阳做匀速圆周运动。 思考：把行星的椭圆轨道当成圆轨道后，开普勒第三定律该怎样表述？ 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． 核心要点突破 一、对开普勒行星运动定律的认识 1．从空间分布认识 所有行星的轨道都是椭圆，不同的行星在不同的椭圆轨道上运动，太阳就处在所有椭圆的一个公共焦点上．因此第一定律又叫椭圆轨道定律，如图上图所示． 2．从速率的变化认识 行星靠近太阳时速率增大，远离太阳时速率减小．近日点速率最大，远日点速率最小．第二定律又叫面积定律，如下图所示. 例1 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C．离太阳越近的行星运动周期越长 D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 D AB 【例2】 有一个名叫谷神的小行星，质量为m＝1.00×1021 kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求谷神星绕太阳一周所需要的时间． 答案　1 683 天或1.45×108 s D 答案　D