《2018-2019學(xué)年高中物理第5章萬有引力與航天5.1萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件滬科版必修2 .ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理第5章萬有引力與航天5.1萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件滬科版必修2 .ppt（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、5.1從托勒密到開普勒,第5章萬有引力與航天,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.了解地心說和日心說兩種不同的觀點.2.理解開普勒行星運動三定律，并能初步運用開普勒行星運動定律解決一些簡單問題.,內(nèi)容索引,,重點探究啟迪思維探究重點,達(dá)標(biāo)檢測檢測評價達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、兩種對立的學(xué)說,1.地心說(1)是宇宙的中心，是靜止不動的；(2)太陽、月亮以及其他行星都繞運動；(3)地心說的代表人物是古希臘科學(xué)家.,地球,地球,托勒密,2.日心說(1)是宇宙的中心，是靜止不動的，所有行星都繞太陽做；(2)地球是繞旋轉(zhuǎn)的行星；月球是繞旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，它繞地球做勻速圓周運動，同時還跟地球一起繞太陽旋轉(zhuǎn)

2、；(3)太陽靜止不動，因為地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周，造成太陽每天東升西落的現(xiàn)象；(4)日心說的代表人物是.3.局限性哥白尼沿襲著古希臘天文學(xué)家的思想，被束縛在“勻速”、“正圓”的框架內(nèi).,太陽,勻速圓周運動,太陽,地球,哥白尼,二、開普勒三定律,1.第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽運動的軌道都是，太陽處于所有上.2.第二定律(面積定律)：對于每一顆行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過.3.第三定律(周期定律)：所有行星軌道的與______________的比值都相等.其表達(dá)式為，其中a是行星橢圓軌道的半長軸，T是行星公轉(zhuǎn)的周期，k是一個與行星(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)、而與太陽(填

3、“有關(guān)”或“無關(guān)”)的常量.,橢圓,橢圓的一個公共焦點,相等的面積,半長軸的立方,公轉(zhuǎn)周期的平方,無關(guān),有關(guān),[即學(xué)即用]1.判斷下列說法的正誤.(1)太陽是整個宇宙的中心，其他天體都繞太陽運動.()(2)太陽系中所有行星都繞太陽做勻速圓周運動.()(3)太陽系中所有行星都繞太陽做橢圓運動，且它們到太陽的距離各不相同.()(4)太陽系中越是離太陽遠(yuǎn)的行星，運行周期就越大.()(5)圍繞太陽運動的各行星的速率是不變的.()(6)在中學(xué)階段可近似認(rèn)為地球圍繞太陽做勻速圓周運動.(),答案,,,√,,√,√,2.如圖1所示是某行星圍繞太陽運行的示意圖，則行星在A點的速率_____在B點的速率.,答案

4、,大于,圖1,重點探究,,1.開普勒第一定律解決了行星的軌道問題.,一、對開普勒定律的理解,圖2圖3,行星的軌道都是橢圓，如圖2所示，不同行星繞太陽運動的橢圓軌道是不同的，太陽處在橢圓的一個焦點上，如圖3所示，即所有軌道都有一個共同的焦點——太陽.因此開普勒第一定律又叫軌道定律.,2.開普勒第二定律解決了行星繞太陽運動的速度大小問題.(1)如圖4所示，如果時間間隔相等，由開普勒第二定律知，面積SA＝SB，可見離太陽越近，行星在相等時間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長，即行星的速率越大.因此開普勒第二定律又叫面積定律.,圖4,(2)近日點、遠(yuǎn)日點分別是行星距離太陽的最近點、最遠(yuǎn)點.同一行星在近日點速度最大，在遠(yuǎn)

5、日點速度最小.,3.開普勒第三定律解決了行星周期的長短問題.(1)如圖5所示，由＝k知橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長，因此第三定律也叫周期定律.常數(shù)k與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān).(2)該定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞地球的運動，其中常數(shù)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.,圖5,例1(多選)關(guān)于行星繞太陽運動的說法正確的是A.太陽系中的八大行星有一個共同的軌道焦點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.行星的運動方向總是沿著軌道的切線方向D.行星的運動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

6、動的軌道都是橢圓，而太陽位于八大行星橢圓軌道的一個公共焦點上，選項A正確，B錯誤；行星的運動是曲線運動，運動方向總是沿著軌道的切線方向，選項C正確；行星從近日點向遠(yuǎn)日點運動時，行星的運動方向和它與太陽連線的夾角大于90，行星從遠(yuǎn)日點向近日點運動時，行星的運動方向和它與太陽連線的夾角小于90，選項D錯誤.,例2(多選)關(guān)于衛(wèi)星繞地球的運動，根據(jù)開普勒定律，我們可以推出的正確結(jié)論有A.人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球在橢圓的一個焦點上B.衛(wèi)星繞地球運動的過程中，其速率與衛(wèi)星到地心的距離有關(guān)，距離小時速率小C.衛(wèi)星運行軌道的半長軸越長，周期越大D.同一衛(wèi)星繞不同的行星運動，的值都相同,解析,√,答案

7、,√,解析由開普勒第一定律知：所有地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，且地球位于所有橢圓的公共焦點上，A正確；由開普勒第二定律知：衛(wèi)星離地心的距離越小，速率越大，B項錯誤；由開普勒第三定律知：衛(wèi)星運行軌道的半長軸越長，周期越大，C正確；開普勒第三定律成立的條件是對同一行星的不同衛(wèi)星，有＝常量，對于繞不同行星運動的衛(wèi)星，該常數(shù)不同，D錯誤.,,由于大多數(shù)行星繞太陽運動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動處理，這樣，開普勒三定律就可以這樣表述：(1)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；(2)對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度(或線速度)不變，即行星做勻速圓周運動；(3)

8、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＝k.,二、行星運動的近似處理,例3長期以來“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r1＝19600km，公轉(zhuǎn)周期T1＝6.39天.2006年3月，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r2＝48000km，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,解析,√,答案,開普勒第三定律揭示的是不同行星運動快慢的規(guī)律，應(yīng)用時要注意以下兩個問題：(1)首先判斷兩個行星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)明確題中給出的周期關(guān)系或半徑關(guān)系之后，根據(jù)開

9、普勒第三定律列式求解.,針對訓(xùn)練木星和地球都繞太陽公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約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.4天文單位C.5.2天文單位D.12天文單位,√,解析,答案,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對開普勒第三定律的認(rèn)識)(多選)開普勒關(guān)于行星運動規(guī)律的表達(dá)式為＝k，以下理解正確的是A.k是一個與行星無關(guān)的常量B.a代表行星的球體半徑C.T代表行星運動的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期,√,答案,解析,1,2,3,√,解析開普勒第三定律中的公式＝k，k是一個與行星無關(guān)的常量，與中心天體有關(guān)，選項A正確；a代表行星橢圓運動的半長軸，選項B錯誤；T代表行星繞

10、太陽運動的公轉(zhuǎn)周期，選項C錯誤，D正確.,1,2,3,2.(開普勒第二定律的應(yīng)用)如圖6所示是行星m繞恒星M運動情況的示意圖，下列說法正確的是A.速度最大點是B點B.速度最小點是C點C.m從A到B做減速運動D.m從B到A做減速運動,答案,√,1,2,3,圖6,3.(開普勒第三定律的應(yīng)用)1980年10月14日，中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運行的小行星，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”繞太陽的運動都看做勻速圓周運動，它們的運行軌道如圖7所示.已知“錢學(xué)森星”繞太陽運行一周的時間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽運行的軌道半徑為R，則“錢學(xué)森星”繞太陽運行的軌道半徑約為,圖7,√,1,2,3,答案,解析,1,2,3,故C正確.,