【多彩課堂】2015-2016學(xué)年高中物理-6.1《行星的運(yùn)動(dòng)》課件-新人教版必修2

第六章萬(wàn)有引力定律第1節(jié)：行星的運(yùn)動(dòng)1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。2.知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。3.知道對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。4.知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量無(wú)關(guān)。導(dǎo)入新課：首先展示天體運(yùn)動(dòng)和深邃天空?qǐng)D片，讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)，使他們產(chǎn)生好奇心并激發(fā)濃厚興趣。新課教學(xué)，重點(diǎn)是開(kāi)普勒三大定律，通過(guò)動(dòng)畫講解行星運(yùn)動(dòng)的三大定律的內(nèi)容。再結(jié)合數(shù)學(xué)中橢圓的概念，以動(dòng)畫畫圖的形式增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和定律的理解。最后學(xué)生自主訓(xùn)練理解行星運(yùn)動(dòng)三大定律。對(duì)于開(kāi)普勒三大定律，同學(xué)們理解起來(lái)比較困難，本節(jié)課充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)：用動(dòng)畫直觀演示，讓學(xué)生一看就能理解。再利用數(shù)學(xué)橢圓知識(shí)和比例法的教學(xué)方法突破教學(xué)難點(diǎn)，這樣既提高了課堂效率，又激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。最后，學(xué)以致用，讓學(xué)生及時(shí)訓(xùn)練反饋教學(xué)效果。神奇而又壯觀的宇宙

在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無(wú)垠的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，歷史上有過(guò)不同的看法。

古人對(duì)地球的認(rèn)識(shí)古人根據(jù)有限范圍內(nèi)的觀察（如日月星辰東升西落、遠(yuǎn)處天壤相接等），得出“天圓地方”之類的想法。東漢時(shí)期的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說(shuō)，認(rèn)為天就像一個(gè)大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。蓋天說(shuō)渾天說(shuō)地心說(shuō)托勒密

地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的足跡……日心說(shuō)太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都在繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)的足跡……哥白尼攔住了太陽(yáng)，推動(dòng)的地球日心說(shuō)的進(jìn)一步完善天才觀察者：第谷?布拉赫

把天體位置測(cè)量的誤差由10?

減少到2?行星運(yùn)動(dòng)三定律真理超出期望：開(kāi)普勒科學(xué)的足跡……第

谷開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是什么形狀？地球圓？年份春分夏至秋分冬至20133/206/219/2312/2220143/216/219/2312/2220153/216/229/2312/22秋冬兩季比春夏兩季時(shí)間短

！春92天夏94天秋89天冬90天生活事實(shí)四年多的刻苦計(jì)算↓二十年的精心觀測(cè)↓8分的誤差

→

←否定19種假設(shè)↓↓行星軌道為橢圓開(kāi)普勒（德國(guó)）第谷（丹麥）

若是勻速圓周運(yùn)動(dòng)……科學(xué)探索

假設(shè)地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)橢圓運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在秋分到冬至再到春分的時(shí)間比從春分到夏至再到秋分的時(shí)間短，所以秋冬兩季比春夏兩季要短?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)證

所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒第一定律：焦點(diǎn)太陽(yáng)焦點(diǎn)●（軌道定律）開(kāi)普勒第一定律動(dòng)畫演示半長(zhǎng)軸

aO圖釘圖釘怎樣用圖釘和細(xì)繩畫橢圓？半短軸b橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和，與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系？

對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。離太陽(yáng)近時(shí)速度快，離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)速度慢！開(kāi)普勒第二定律：（面積定律）s1s2t1t2t1=t2S1=S2v近日點(diǎn)>v遠(yuǎn)日點(diǎn)從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)看，還應(yīng)該研究行星運(yùn)動(dòng)的哪些物理量？行星半長(zhǎng)軸a／106km公轉(zhuǎn)周期／T水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星286930686海王星4495601883.36×10183.36×10183.31×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.36×1018k＝R3

/T2／(m3?s2)結(jié)論你從中發(fā)現(xiàn)了什么？

所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。F2F1地球aO開(kāi)普勒第三定律：（周期定律）半長(zhǎng)軸行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期行星半長(zhǎng)軸

(x106

km)公轉(zhuǎn)周期(天)k值水星5787.973.36×1018金星1082253.35×1018地球1493653.31×1018火星2286873.36×1018木星77843333.36×1018土星1426107593.36×1018天王星2869306863.37×1018海王星4495601883.37×1018同步衛(wèi)星0.042411.03×1013月球0.384427.3221.03×1013比值k

有什么特點(diǎn)？

比值

k

是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)而只與太陽(yáng)（中心天體）有關(guān)的恒量！觀察九大行星圖思考2、金星與地球都在繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，那么金星上的一天肯定比

24

小時(shí)短嗎?1、冥王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)，對(duì)嗎？對(duì)肯定

實(shí)際上行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)很接近圓，在中學(xué)階段，可近似看成圓來(lái)處理問(wèn)題，那么開(kāi)普勒三定律的形式又如何？1、多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心；2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即:一、“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”地球是中心→太陽(yáng)是中心→宇宙無(wú)限（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展）二、行星運(yùn)動(dòng)定律——開(kāi)普勒三定律1、軌道定律：橢圓2、面積定律:v近＞v遠(yuǎn)3、周期定律：r

3/T2=k（k是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）1、哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是

1986年，天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，請(qǐng)預(yù)算下一次飛近地球是哪一年？提供數(shù)據(jù)：地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓；彗星軌道的半長(zhǎng)軸

R1

約等于地球公轉(zhuǎn)半徑

R2

的

18

倍。解：根據(jù)開(kāi)普勒第三定律則哈雷慧星下次出現(xiàn)的時(shí)間是：1986+76=2062年2.神舟六號(hào)沿半徑為

R

的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為

T，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點(diǎn)

A

處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的特殊橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓和地球表面在

B

點(diǎn)相切，如圖所示，如果地球半