新教材2023高中物理第七章萬有引力與宇宙航行7.1行星的運動課件新人教版必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過史實,了解人類對行星運動規(guī)律的認(rèn)識歷程.能說出“日心說”和“地心說”的觀點及其局限性.了解人類對行星運動認(rèn)識過程的曲折性,體會真理來之不易.2.結(jié)合開普勒對行星運動規(guī)律的研究,會闡述開普勒定律的內(nèi)容,能用開普勒定律分析一些簡單的行星運動問題,知道行星運動軌道在中學(xué)階段可按圓軌道近似處理.認(rèn)識到科學(xué)研究包含大膽的想象和創(chuàng)新,培養(yǎng)探索自然、造福人類的責(zé)任意識.1

行星的運動知識點一天體運動的研究歷史1.地心說:認(rèn)為

是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽、月球以及其他星體都繞

運動.它符合人們的直接經(jīng)驗.2.日心說:認(rèn)為

是靜止不動的,地球和其他行星都繞

.運動,似乎與人們的生活經(jīng)驗不相符合.地球地球太陽太陽知識點二開普勒定律1.開普勒第一定律:所有行星繞太陽運動的軌道都是

,太陽處在

上.(如圖所示)2.開普勒第二定律:對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)

相等.(如圖所示)橢圓橢圓的一個焦點掃過的面積3.開普勒第三定律.(1)所有行星軌道的

跟它的

.的比都相等.(如圖所示)

半長軸的三次方公轉(zhuǎn)周期的二次方

小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).1.宇宙的中心是太陽,所有行星都在繞太陽做勻速圓周運動.(

)2.造成太陽每天東升西落的原因是地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周.(

)3.圍繞太陽運動的行星的速率是一成不變的.(

)4.開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運動.(

)5.行星軌道的半長軸越長,行星的周期越長.(

)√×××√探究

開普勒定律問題情境結(jié)合圖片,體會開普勒定律的發(fā)現(xiàn)過程,說說開普勒定律從哪幾個方面闡述了行星的運動.答案:開普勒經(jīng)過數(shù)十年的艱苦研究,終于找到了行星運動的規(guī)律,從下列三個方面闡述了行星的運動.(1)開普勒第一定律(橢圓定律).所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上.(2)開普勒第二定律(面積定律).對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等.(3)開普勒第三定律(周期定律).所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等.

過程建構(gòu)1.開普勒第一定律的理解.開普勒第一定律否定了行星運動的圓形軌道的說法,建立了正確的行星軌道理論,而且準(zhǔn)確地給出了太陽的位置.2.開普勒第二定律的理解.根據(jù)開普勒第二定律可以推得:當(dāng)行星離太陽比較近時,行星運行的速度比較大;而離太陽比較遠(yuǎn)時,行星運行的速度比較小.3.開普勒第三定律的理解.(1)開普勒第三定律揭示了行星公轉(zhuǎn)周期和軌道半長軸的關(guān)系,其中的比例常量與行星無關(guān),只與太陽有關(guān).(2)開普勒第三定律具有普遍性,不僅適用于行星圍繞太陽的運動,也適用于衛(wèi)星圍繞行星的運動.例如,人造地球衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)、月球繞地球的運轉(zhuǎn)等.比例常量k的大小由各自圍繞的中心天體決定.4.對理解開普勒行星運動定律的兩點提醒.(1)開普勒行星運動定律是對行星繞太陽運動的總結(jié),實踐表明該定律也適用于其他天體的運動.(2)開普勒第二定律與第三定律的區(qū)別:前者揭示的是同一行星運動快慢的規(guī)律,后者揭示的是不同行星運動快慢的規(guī)律.【典例1】火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據(jù)開普勒行星運動定律可知 (

)A.太陽位于木星運行軌道的中心B.火星或木星繞太陽運行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方D.相等時間內(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答案:C解析:太陽位于木星運行橢圓軌道的一個焦點上,選項A錯誤.開普勒第二定律告訴我們,當(dāng)行星離太陽較近的時候,運行的速度較大,而離太陽較遠(yuǎn)的時候,運行的速度較小,選項B錯誤.根據(jù)開普勒第三定律可知,火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方,選項C正確.相等時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積不等于木星與太陽連線掃過的面積,選項D錯誤.

解析:T是行星公轉(zhuǎn)的周期,不是自轉(zhuǎn)的周期,選項A錯誤;對于繞太陽運動的所有行星k值相等,繞不同的中心天體運動的k值不同,k值與中心天體有關(guān),選項B正確,選項D錯誤;開普勒第三定律也適用于衛(wèi)星繞行星的運動,選項C正確.答案:BC開普勒第三定律的應(yīng)用(1)首先判斷兩個行星環(huán)繞的中心天體是否相同,只有對同一個中心天體開普勒第三定律才成立.(2)開普勒第三定律對繞同一天體運動的橢圓軌道與圓軌道均適用,圓軌道時半長軸為圓半徑.(3)明確題中給出的周期關(guān)系或半長軸(半徑)關(guān)系.(4)根據(jù)開普勒第三定律列式求解.課堂評價答案:C1.探索宇宙的奧秘,一直是人類孜孜不倦的追求.下列關(guān)于宇宙及星體運動的說法正確的是(

)A.地球是宇宙的中心,太陽、月球及其他行星都繞地球運動B.太陽是宇宙的中心,地球和其他行星都繞太陽運動C.地球是繞太陽運動的一顆行星D.地心說是正確的,日心說是錯誤的答案:AB2.(多選)對于開普勒第一定律的理解,下列說法正確的是(

)A.太陽系中的所有行星有一個共同的軌道焦點B.行星的運動方向總是沿軌道的切線方向C.行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直D.日心說的說法是正確的3.(2022·廣東江門)對于開普勒定律的理解,下列說法不正確的是

()A.開普勒根據(jù)第谷對行星的觀測數(shù)據(jù),總結(jié)得出了開普勒三定律B.行星圍繞太陽運動的軌道半徑跟它公轉(zhuǎn)周期成正比C.行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓,太陽處于橢圓的一個焦點上D.行星距離太陽越近,其運動速度越大,距離太陽越遠(yuǎn),其運動速度越小答案:B4.如圖所示,火星和地球都在圍繞太陽運轉(zhuǎn),其運行軌道都是橢圓,根據(jù)開普勒行星運動定律可知 (

)A.火星繞太陽運動過程中,速率不變B.火星繞太陽運行一周的時間比地球的長C.地球靠近太陽的過程中,運行速率將減小D.火星遠(yuǎn)離太陽的過程中,它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積逐漸增大答案:BA.繞太陽運動的角速度不變B.近日點處線速度小于遠(yuǎn)日點處線速度C.近日點處線速度等于遠(yuǎn)日點處線速度D.其橢圓軌道半長軸的三次方與周期的二次方之