物理教科必修2第3章第一节.ppt

课堂互动讲练 对开普勒行星运动定律的理解 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C．离太阳越近的行星的运动周期越长 D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 【思路点拨】　太阳系中行星运动的轨道、速率及周期遵循开普勒三定律． 例1 【精讲精析】　不同的行星，有不同的椭圆轨道，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，故A、B错误；由开普勒第三定律知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，半长轴越大，其公转周期越长，故C错误，D正确． 【答案】　D 【方法总结】　(1)行星绕太阳运行的轨道为椭圆轨道，太阳在所有椭圆轨道的公共焦点上． (2)行星运动定律虽是由太阳系中行星的运动总结出来的，但该定律同样适用于其他天体系统． 开普勒行星运动定律的应用 飞船沿半径为R的圆周轨道绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将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B点相切，如图3－1－4所示. 如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间． 图3—1—4 例2 【思路点拨】　开普勒第三定律虽然是根据行星绕太阳的运动总结出来的，但也适用于卫星、飞船等绕行星的运动．飞船绕地球做圆周运动的半长轴即为圆的半径． 【方法总结】　涉及与椭圆轨道运动周期相关的问题，常用开普勒第三定律求解，但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间． 变式训练2　天文学家观察到哈雷彗星的转动周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×1010 m，离太阳最远的距离不能被测出．试根据开普勒定律估算这个最远距离，太阳系的开普勒常数k＝3.354×1018 m3/s2. * * * 必修2 第三章第一节 天体运动 炫目的星云 漂亮的流星 奇妙的撞击 火红的太阳 课标定位 应用：1.运用开普勒定律解释有关现象． 2．对行星运动运用圆周运动知识求解． 理解：1.描述行星运动的规律——开普勒三定律． 2．开普勒定律的近似处理． 认识：1.地心说和日心说的基本内容． 2．所有行星绕太阳运动的轨道均为椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上． 课前自主学案 一、日心说 1．地心说 托勒密认为，_____是宇宙的中心，是静止不动的，其他天体围绕_______转动． 2．日心说 哥白尼认为，地球和别的行星一样，围绕_____运动，____固定在这个体系的中心． 地球 地球 太阳 太阳 行星运动的认识： 托 勒 密 地 心 说 地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球运动。 行星运动的认识： 哥白尼 日 心 说 太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳运动。 真理最终战胜了谬误： “日心说”之所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，就是说“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。 “日心说”也并不是绝对正确的： “日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的。“日心说”，只是比“地心说”更准确一些罢了。 哥白尼开辟了科学的新时代， 使古代科学走向了近代的牛顿力学。 二、开普勒行星运动定律 定律 内容 公式或图示 开普勒第一定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_______，太阳处在所有_______的一个______上 开普勒第二定律 从太阳到行星的连线在__________内扫过__________ 椭圆 椭圆 焦点 相等的时间 相等的面积 半长轴 公转周期 一个常量 无关 思考感悟 行星绕太阳在椭圆轨道上运行，行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较，运动速率何处较大？ 提示：由开普勒第二定律可知，由于在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过相等的面积，显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长，因此运动速率较大． 核心要点突破 一、对开普勒行星运动定律的认识 1．从空间分布认识 图3—1—1 行星的轨道都是椭圆，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上． 因此第一定律又叫椭圆轨道定律，如图3－1－1所示． 意义：第一定律告诉我们，尽管各行星的轨道大小不同，但它们的共同规律是：所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上．否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置． 2．