高中物理教科版 (2019)必修 第二册天体运动教学ppt课件

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远古，人们就梦想能够飞出地球，探索浩瀚星空的奥秘，各种关于星空的神话流传至今“嫦娥奔月”便是我国家喻户晓的古代民间神话。这美丽神话反映了人们对星辰的崇拜，对“飞天”的向往。
斗转星移，岁月如梭。1969 年，“阿波罗十一号”载着宇航员登上了月球，人类足迹首次留在月球。2019年，我国“嫦娥四号”成功着陆月球，并通过“鹊桥”传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图。举世瞩目的“嫦娥工程”实现了古老神话中的“嫦娥”“玉兔及“鹊桥”的神奇功能。
人类借助宇宙飞船，飞向万籁俱寂的茫茫太空，不仅登上了月球，还孜孜不倦地探索更遥远的星空。为什么宇宙飞船能升空?为何能绕地球旋转?为何还能挣脱地球束缚飞向月球?茫茫星空，它们的运动有什么规律？
1. 了解人类对行星运动规律的认识历程.2. 知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法.3. 知道如何画椭圆及椭圆的特征.4. 知道开普勒行星运动定律，知道开普勒行星运动定律的科学价值.
一、中国古代对宇宙的认识
中国古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。
东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。
由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心说。
1.地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。
地心说确实可以解释和预言大量的天文现象，但是随着新的天文观测事实的出现，随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多。
波兰天文学家哥白尼在1543年出版了不朽著作《天球运行论》，提出了日心说。他在长达36年的时间里进行了研究、观测和核校后，认为地球和别的行星一样，围绕太阳运行，只有太阳固定在这个体系的中心。
2.日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动。
哥白尼日心说的提出，使人们对宇宙的认识从主观的、神秘的、原始的见解，上升到近代的、比较客观合理的观点。哥白尼的日心体系引起了一连串思想上和科学上的革命。
三、开普勒行星运动定律
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
第谷（1546——1601）
德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及数据，他得到的结果与第谷的观察数据相差8’，而当时第谷公认的误差为2’。开普勒经过20年的研究和四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星绕太阳运动的轨迹为椭圆。
继而，开普勒根据第谷的观测和研究，于 1609 年和 1619 年先后提出了太阳系行星运动的三大定律。
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。
1.开普勒第一定律（轨道定律）
注意：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样，但这些轨道有一个共同的焦点，即太阳所处的位置。
第一定律说明了行星运动轨迹的形状，那不同的行星绕太阳运行时椭圆轨道相同吗?
对任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
(近日点速率最大，远日点速率最小)
所有行星的椭圆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。
思考：公式中 的比例系数k可能与谁有关？
通过上述数据，你得到了什么？
【注意】：k与中心天体(太阳)有关
一、开普勒第一定律：近似圆周，太阳在圆心.
二、开普勒第二定律：行星绕太阳做匀速圆周运动.
三、开普勒第三定律:
实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学的研究中我们可以按圆轨道处理。
开普勒定律的三点注意：（1）开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而得出的规律，它们都是经验定律。（2）开普勒第二定律与第三定律的区别：前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律。（3）绕同一中心天体运动的轨道分别为椭圆、圆的天体，k值相等，即
天体运动的处理方法：（1）行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心（2）对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动（3）所有行星的轨道的半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即 （r为轨道半径）