《2018-2019學(xué)年高中物理 第5章 萬(wàn)有引力與航天 5.1 萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件 滬科版必修2.ppt》由會(huì)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(wàn)有引力與航天 5.1 萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件 滬科版必修2.ppt（27頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、5.1 從托勒密到開(kāi)普勒,第5章 萬(wàn)有引力與航天,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.了解地心說(shuō)和日心說(shuō)兩種不同的觀點(diǎn). 2.理解開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律，并能初步運(yùn)用開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō),1.地心說(shuō) (1) 是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的； (2)太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞 運(yùn)動(dòng)； (3)地心說(shuō)的代表人物是古希臘科學(xué)家 .,地球,地球,托勒密,2.日心說(shuō) (1) 是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，所有行星都繞太陽(yáng)做 ； (2)地球是繞 旋轉(zhuǎn)的行

2、星；月球是繞 旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，它繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還跟地球一起繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)； (3)太陽(yáng)靜止不動(dòng)，因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|自轉(zhuǎn)一周，造成太陽(yáng)每天東升西落的現(xiàn)象； (4)日心說(shuō)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(yáng),勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽(yáng),地球,哥白尼,二、開(kāi)普勒三定律,1.第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是 ，太陽(yáng)處于所有 上. 2.第二定律(面積定律)：對(duì)于每一顆行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò) . 3.第三定律(周期定律)：所有行星軌道的 與____________

3、__ 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(zhǎng)軸，T是行星公轉(zhuǎn)的周期，k是一個(gè)與行星 (填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)、而與太陽(yáng) (填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)的常量.,橢圓,橢圓的一個(gè)公共焦點(diǎn),相等的面積,半長(zhǎng)軸的立方,公轉(zhuǎn)周期的平方,無(wú)關(guān),有關(guān),[即學(xué)即用] 1.判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)太陽(yáng)是整個(gè)宇宙的中心，其他天體都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng).( ) (2)太陽(yáng)系中所有行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).( ) (3)太陽(yáng)系中所有行星都繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)，且它們到太陽(yáng)的距離各不相同. ( ) (4)太陽(yáng)系中越是離太陽(yáng)遠(yuǎn)的行星，運(yùn)行周期就越大.( ) (5)圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的各行星的速率是不變的.( )

4、 (6)在中學(xué)階段可近似認(rèn)為地球圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).( ),答案,,,√,,√,√,2.如圖1所示是某行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的示意圖，則行星在A點(diǎn)的速率_____在B點(diǎn)的速率.,答案,大于,圖1,重點(diǎn)探究,,1.開(kāi)普勒第一定律解決了行星的軌道問(wèn)題.,一、對(duì)開(kāi)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(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道是不同的，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖3所示，即所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)——太陽(yáng).因此開(kāi)普勒第一定律又叫軌道定律.,2.開(kāi)普勒第二定律解決了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小問(wèn)題. (1)如圖4所示，如果時(shí)間間隔相等，由開(kāi)普勒第二定律知，面積SA＝SB，可見(jiàn)

5、離太陽(yáng)越近，行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，即行星的速率越大.因此開(kāi)普勒第二定律又叫面積定律.,圖4,(2)近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽(yáng)的最近點(diǎn)、最遠(yuǎn)點(diǎn).同一行星在近日點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小.,3.開(kāi)普勒第三定律解決了行星周期的長(zhǎng)短問(wèn)題. (1)如圖5所示，由 ＝k知橢圓軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)，因此第三定律也叫周期定律.常數(shù)k與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān). (2)該定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，其中常數(shù)k與衛(wèi)星無(wú)關(guān)，只與地球有關(guān)，也就是說(shuō)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(yáng)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是 A.太陽(yáng)系中的八大行星有一個(gè)共

6、同的軌道焦點(diǎn) B.太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向 D.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽(yáng)的連線垂直,解析,√,答案,√,解析 太陽(yáng)系中的八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，而太陽(yáng)位于八大行星橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤； 行星的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向，選項(xiàng)C正確； 行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽(yáng)連線的夾角大于90，行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽(yáng)連線的夾角小于90，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,例2 (多選)關(guān)于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開(kāi)普勒定律，我們可以推出的正確結(jié)論有 A.人

7、造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 B.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率與衛(wèi)星到地心的距離有關(guān)，距離小 時(shí)速率小 C.衛(wèi)星運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，周期越大 D.同一衛(wèi)星繞不同的行星運(yùn)動(dòng)， 的值都相同,解析,√,答案,√,解析 由開(kāi)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(diǎn)上，A正確； 由開(kāi)普勒第二定律知：衛(wèi)星離地心的距離越小，速率越大，B項(xiàng)錯(cuò)誤； 由開(kāi)普勒第三定律知：衛(wèi)星運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，周期越大，C正確； 開(kāi)普勒第三定律成立的條件是對(duì)同一行星的不同衛(wèi)星，有 ＝常量，對(duì)于繞不同行星運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，該常數(shù)不同，D錯(cuò)誤.,,由于大多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與

8、圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究中可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理，這樣，開(kāi)普勒三定律就可以這樣表述： (1)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)不變，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 ＝k.,二、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理,例3 長(zhǎng)期以來(lái)“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＝19 600 km，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＝48 000 km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于 A.

9、15天 B.25天 C.35天 D.45天,解析,√,答案,開(kāi)普勒第三定律揭示的是不同行星運(yùn)動(dòng)快慢的規(guī)律，應(yīng)用時(shí)要注意以下兩個(gè)問(wèn)題： (1)首先判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同，只有對(duì)同一個(gè)中心天體開(kāi)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(kāi)普勒第三定律列式求解.,針對(duì)訓(xùn)練 木星和地球都繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約12年，地球與太陽(yáng)的距離為1天文單位，則木星與太陽(yáng)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(cè),1.(對(duì)開(kāi)普勒第三定律的認(rèn)識(shí))(多選)開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表達(dá)式為 ＝k，以下理解正

10、確的是 A.k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量 B.a代表行星的球體半徑 C.T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期 D.T代表行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期,√,答案,解析,1,2,3,√,解析 開(kāi)普勒第三定律中的公式 ＝k，k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，與中心天體有關(guān)，選項(xiàng)A正確； a代表行星橢圓運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； T代表行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.,1,2,3,2.(開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用)如圖6所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，下列說(shuō)法正確的是 A.速度最大點(diǎn)是B點(diǎn) B.速度最小點(diǎn)是C點(diǎn) C.m從A到B做減速運(yùn)動(dòng) D.m從B到A做減速運(yùn)動(dòng),答案,√,1,2,3,圖6,3.(開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用)1980年10月14日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國(guó)際小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)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(duì)我國(guó)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(yáng)的運(yùn)動(dòng)都看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)行軌道如圖7所示.已知“錢學(xué)森星”繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑為R， 則“錢學(xué)森星”繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為,圖7,√,1,2,3,答案,解析,1,2,3,故C正確.,