高中物理6-1、2行星的运动太阳与行星间的引力同步课件新人教版必修2.ppt

第一节　行星的运动 第二节　太阳与行星间的引力 1．了解地心说和日心说的基本内容． 2．知道开普勒行星运动定律的内容． 3．会推导太阳与行星间的引力表达式． 一、两种对立的学说 二、开普勒行星运动定律 一、对开普勒三定律的认识 1．开普勒第一定律 又称轨道定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．否定了圆形轨道的说法，建立了正确的行星轨道理论，而且准确地给出了太阳的位置． 2．开普勒第二定律 又称面积定律，对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积．面积定律体现了行星离太阳较远时速率小，较近时速率大的规律． 3．开普勒第三定律 又称周期定律，所有行星的轨道的半长轴的三次方和公转周期的平方的比值都相等．该定律揭示了周期和轨道半径的关系，其中的比例常数与行星无关，只与太阳有关．该定律具有普遍性，将要学到的人造地球卫星也涉及相似的常数，此常数与卫星无关，只与地球有关． 3．天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律，它的运动与一般物体的运动在应用两规律上没有区别． 4．天体做圆周运动的向心力由天体间的万有引力提供． 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1、F2是椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点F1上，A、B两点是焦点F1和F2的连线与椭圆轨道的交点．已知A到F1的距离为a，B到F1的距离为b，则行星在A、B两点处的速率之比是多少？ 【针对训练】1.如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，则下列说法正确的是(　　) A．速度最大点是B点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动 解析：因恒星M与行星m的连线在相同时间内扫过的面积相同，又因BM最长，故B点是轨道上的最远点，所以速度最小，所以m从A到B做减速运动，而从B到A做加速运动，故C选项正确． 答案：C 某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期大约是 A．1～4天之间　　　　　　B．4～8天之间 C．8～16天之间 D．16～20天之间 答案：B 【针对训练】2.木星绕太阳运动的周期为地球绕太阳运动周期的12倍，那么，木星绕太阳运动轨道的半长轴是地球绕太阳运动轨道的半长轴的多少倍？ 误区：不能正确理解开普勒第三定律导致错误 【尝试解答】据开普勒第三定律选C. 【正确答案】C 【误区警示】本题易多选A.误认为所有行星与太阳的连线在相等的时间扫过相等的面积，其实开普勒第二定律是说，同一行星沿一椭圆轨道行动时，行星与太阳的连线在相等时间扫过相等面积．不同轨道上的行星与相等时间内扫过面积不等．正确理解定律内容，是应用定律解题的基础． * * 是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动 日心说 都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 运动，而和丹麦天文学家 的观测数据不符 是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动 地心说 局限性 内容 地球 地球 太阳 太阳 匀速圆周 第谷 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 _ 内扫过 开普勒第二定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 的一个 上 开普勒第一定律 公式或图示 内容 定律 椭圆 椭圆 焦点 相等的时 间 相等的面积 半长轴 公转周期 相等 相同 太阳对行星的引力 质量 平方 正比 平方 太阳 行星 【题后总结】(1)在近日点与远日点角速度不等． (2)要灵活应用数学知识． 答案：5.24倍 * * 定律 内容 公式或图示 开普勒第三定律 所有行星的轨道的的三次方跟它的的二次方的比值都公式：＝k，k是一个对所有行星都的常量 三、太阳与行星间引力表达式的推导 1．行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力是由提供的，设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力F＝m . 2．天文观测可得到行星公转的周期T，行星运行的速度v和周期T之间的关系为v＝ . 3．将v＝代入F＝m得F＝，再由开普勒第三定律T2＝消去T得F＝ 4π2k ，因而可以说F与成正比．即太阳对不同行星的引力与行星的成正比，与行星和太阳间的距离的成反比． 4．根据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳，由此可得行星对太阳的引力F′应该与太阳质量M成，与行星和太阳间距离的成反比． 综上可以得到太