61行星的运动修改使用汇总.pptx

第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天6.1 6.1 行星的运动行星的运动请阅读书本第一段及课后阅读材料，结合自己的请阅读书本第一段及课后阅读材料，结合自己的知识，找出知识，找出1.地心说的代表人物和主要观点地心说的代表人物和主要观点一、关于天体运动的两种对立观点一、关于天体运动的两种对立观点2.日心说的代表人物和主要观点日心说的代表人物和主要观点 托托 勒勒 密密地地心心说说 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,一切行星围绕地球做圆周运动。一切行星围绕地球做圆周运动。一、两种观点一、两种观点 日日心心说说 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都围绕太阳做圆周运动。一切行星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼哥白尼一、两种观点一、两种观点二、行星运动规律二、行星运动规律开普勒开普勒第谷第谷 日日心心说说一、行星的运动一、行星的运动1.宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动。匀速圆周运动。2.地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。还跟地球一起绕太阳运动。3.天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象造成天体每天东升西落的现象4.与日地距离相比，其他恒星离地球都十份遥远，与日地距离相比，其他恒星离地球都十份遥远，比日地间的距离大得多。比日地间的距离大得多。古人眼中天体的运动：古人眼中天体的运动：1.中心天体静止不动中心天体静止不动2.环绕天体做最完美、最和谐的匀速圆周运动环绕天体做最完美、最和谐的匀速圆周运动基本论点基本论点局限性局限性年年 份份春春 分分夏夏 至至秋秋 分分冬冬 至至2008 3月20日6月21日9月22日 12月22日2009 3月20日6月21日9月23日 12月22日2010 3月21日6月21日9月23日 12月22日表一：各年四节气具体日期统计表分析数据，你得到了什么？春天：92天 夏天：94天 秋天：88天 冬天：90天 四季的时间是不相等的 地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动一、行星的运动一、行星的运动开普勒开普勒几几何何定定律律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是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椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒第一定律开普勒第一定律开普勒开普勒面面积积定定律律 对于任意一个行星而言，它和太阳的对于任意一个行星而言，它和太阳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第二定律开普勒第二定律 设经过相同的时间设经过相同的时间 t，卫星在近日点，卫星在近日点A附近经过的弧长附近经过的弧长为为 ，在远日点，在远日点B附近经过的弧长为附近经过的弧长为 ，当，当 t 很小时，很小时，这两段弧长可分别看做是以地球球心为圆心，以这两段弧长可分别看做是以地球球心为圆心，以R、r为为半径的两端圆弧。根据开普勒第二定律半径的两端圆弧。根据开普勒第二定律即所以RrAB思考：思考：VA :VB =?开普勒开普勒周周期期定定律律所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等开普勒第三定律开普勒第三定律行星行星/卫星卫星半长轴（半长轴（km）周期（天）周期（天）K（m/s水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3同步卫星0.042413.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3710183.3710181.0310131.031013动手算一算动手计算后，你得到了什么？所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等K值与环绕天体无关，与中心天体有关开普勒第三定律开普勒第三定律1.a 指椭圆轨道的半长轴，指椭圆轨道的半长轴，T指行星运动的指行星运动的周期周期2.k 是一个常数，对于绕同一中心天体运动是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，的行星来说，k的大小与行星无关，只与中的大小与行星无关，只与中心天体有关心天体有关公式表述：公式表述：在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.1.行星绕太阳运动的轨道十行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心分接近圆，太阳处在圆心1.1.1.1.所有的行星围绕太阳运动所有的行星围绕太阳运动所有的行星围绕太阳运动所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在的轨道都是椭圆，太阳处在的轨道都是椭圆，太阳处在的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上所有椭圆的一个焦点上所有椭圆的一个焦点上所有椭圆的一个焦点上2.2.对于每一个行星而言，太对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积间内扫过相等的面积3 3.所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等2.2.对于某一行星来说，它绕对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动做匀速圆周运动3.3.所有行星的轨道半径的三所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的次方跟公转周期的二次方的比值都相等比值都相等 即即R/T=kR/T=k例例1.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是的是：（）A.所所有有行行星星都都在在同同一一椭椭圆圆轨轨道道上上绕绕太太阳阳运运动动B.行行星星轨轨道道的的半半长长轴轴越越长长，自自转转周周期期越越大大 C.行行星星轨轨道道的的半半长长轴轴越越长长，公公转转周周期期越越大大D.水水星星离离太太阳阳“最最 近近”，公公转转周周期期最最短短C D1.下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D.日心说的说法是正确的日心说的说法是正确的A B练一练练一练练一练练一练2.19702.1970年年4 4月月2424日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元发射成功，开创了我国航天事业的新纪元“东方红一号东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点的运行轨道为椭圆轨道，其近地点MM和远地点和远地点N N的高度分别为的高度分别为439km439km和和2384km2384km，则，则（）A.A.卫星在卫星在MM点的线速度大于在点的线速度大于在N N点的线速度点的线速度B.B.卫星在卫星在MM点的线速度等于在点的线速度等于在N N点的线速度点的线速度C.C.卫星在卫星在MM点的角速度大于在点的角速度大于在N N点的角速度点的角速度D.D.卫星在卫星在MM点的角速度等于在点的角速度等于在N N点的角速度点的角速度A C3.某一人造地球卫星绕地球做匀速圆周某一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球轨道半径的三运动，其轨道半径为月球轨道半径的三分之一，则卫星运行的周期为（）分之一，则卫星运行的周期为（）A.1-4天天B.4-8天天C.8-16天天D.16-20天天B例例2.2.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是的轨道半径之比是1 1：2 2，则它们绕地球运转，则它们绕地球运转的周期之比为的周期之比为 。【解】：设两人造地球卫星的轨道半径分别为设两人造地球卫星的轨道半径分别为r1、r2，周期，周期分别为分别为T1、T2，且，且r1 ：r2 1 ：2，则根据开普勒第，则根据开普勒第三定律三定律所以所以比值法比值法处理天体运动处理天体运动例例3.飞船沿半径飞船沿半径r的圆周绕地球运动，其周期为的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点B处，将处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在A点相切，点相切，如图所示，已知地球半径为如图所示，已知地球半径为R。求：。求：（1）比较飞船沿椭圆轨道运动时经过）比较飞船沿椭圆轨道运动时经过A、B两点的两点的线速度大小。线速度大小。（2）求飞船由）求飞船由A点到点到B所需要的时间所需要的时间RrRrABRrRrAB【解析解析】：（2）当飞船绕地球做圆周运动时）当飞船绕地球做圆周运动时（1）A、B均在飞船绕太阳运动的椭圆轨均在飞船绕太阳运动的椭圆轨 道上，且道上，且A为近地点，为近地点，B为远地点，为远地点，故故VAVB当飞船绕地球沿椭圆轨道运动时当飞船绕地球沿椭圆轨道运动时