高中物理沪科版（2020）必修第二册第一节 行星的运动教课ppt课件

这是一份高中物理沪科版（2020）必修第二册第一节 行星的运动教课ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了宇宙探索历程，继续观察，阴阳历，二十八星宿，埃及历法，“看天”，太阳系，人类对宇宙探索的历程，体验椭圆的绘制，R+R0等内容，欢迎下载使用。

在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。从古至今，人类从未停止过探索星体运动的奥秘。但你可知经历了多少艰辛曲折？有多少人为此付出辛劳、汗水、甚至生命？ 关于天体的运动，历史上有过不同的看法.
人类初步探索宇宙的方法：
高山围起了大地，而天空则高悬在高山之上。每天太阳横穿过天空，然后潜入地下隧道，到了第二天，再从东方升起。
在中国，虽然人们很早就进行了天星观测并取得了非凡的成就，但是由于封建集权的限制，没有形成系统的研究。而西方，在亚里士多德提出球星大地的基础上进入了宇宙模型建立的阶段。
1.地心说：代表人物：托勒密(90-168)希腊
地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮等各星体都围绕地球做最完美最和谐的圆周运动。
托勒密（希腊）（公元90-168）总结了希腊古天文学的成就，写成《天文学大成》。确定了一年的持续时间，编制了星表，给出日月食的计算方法等。他把天体运动的地心学说给以系统化的论证，后世遂把这种地心体系冠以他的名字，称为托勒密地心体系。这部巨著是当时天文学的百科全书，直到开普勒的时代，都是天文学家的必读书籍。
2.日心说：代表人物：哥白尼(1473-1543)
日心说：太阳是宇宙的中心，且太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳做最完美最和谐的圆周运动。
波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说” 。
“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。
八大行星绕太阳运动的情景
由于地球的自转看到了太阳，月亮星星的东升西落。
哥白尼（波兰）（公元1473-1543）在哥白尼40岁时，他提出了日心说，改变了人类对自然对自身的看法。当时罗马天主教廷认为他的日心说违反《圣经》，哥白尼仍坚信日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天体运行论》。临近古稀之年才终于决定将它出版，但直到临终前才收到出版商寄来的一部他写的书。
布鲁诺（意大利）（公元1548-1600）他勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉葬者。由于批判经院哲学和神学，反对地心说，宣传日心说和宇宙观、宗教哲学，这些在他所处的时代中，都使其成为了风口浪尖上的人物，1592年被捕入狱，最后被宗教裁判所判为“异端”。1600年2月17日，被烧死在罗马鲜花广场。
伽利略（意大利）（公元1564-1642 ）1608年，荷兰人李波尔赛在一次偶然的机会中发明了望远镜。伽利略在得知这一消息后，立刻亲自动手制作了第一架天文望远镜，并不断加以改进。伽利略利用他的望远镜发现了月球表面的环形山、金星月相、木星的卫星、太阳黑子，发现了茫茫银河由无数个恒星所组成。他个人极力支持哥白尼的日心说，著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。
因坚持“日心说” 伽利略被教廷认为有悖《圣经》而受到不公正审判，最终被终身软禁。
日心说与人们的生活经验不相符合。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受。无论地心说还是日心说，古人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、最和谐的匀速圆周运动。但计算所得的数据与观测数据不符！
日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。
二、开普勒行星运动定律
第谷（丹麦1546-1601）：伟大的观测天才
第谷是“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的观测，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10’，第谷把这个不确定性减小到2’。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。
第谷也认识到自己虽然有大量精确可靠的资料，但理论思维，数学演绎归纳，不是自己的强项。1600年，开普勒做了第谷的助手，朝夕相处，结成了忘年交。1601年第谷去世，临终前将自己一生的观测资料交给开普勒，嘱托整理发表，并且一定要尊重观察事实。
开普勒（德国1571-1630）伟大的数学天才
开普勒用 20 年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。开普勒先后否定了19种设想，最后计算出行星绕太阳运动，并且运动轨迹为椭圆，证明了 “日心说”是正确的。开普勒在1609 年和1619 年发表了他发现的规律，后人称为开普勒行星运动定律。
哥白尼、第谷、开普勒这些科学家不畏艰辛、几十年如一日努力探索、实事求是的科学精神是成功的基石，值得我们学习。
1.开普勒行星第一定律（轨道定律）
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
注意：①所有行星轨道并不相同②太阳处在所有行星轨道的共同焦点上。
2.开普勒行星第二定律(面积定律)：
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。也叫等面积定律
① k是一个只与中心天体质量有关的物理量，与环绕天体质量无关
3.开普勒第三定律（周期定律）：
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。也叫周期定律
③对于同一个中心天体系统里的环绕天体k都相同，不同中心天体系统k不同。
②开普勒第三定律对于所有天体系统都适用，比如木星系的卫星，地月系的卫星及月亮，银河系的所有恒星。
开普勒行星运动定律为万有引力的发现奠定了基础
3.开普勒第三定律：所有行星轨道半径 r 的三次方跟它的公转周期 T 的二次方的比值都相等，即：
近似条件：实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。
1.开普勒第一定律：行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。
2.开普勒第二定律：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。
1.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.离太阳越近的行星运动周期越长。D.所有行星的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。
2.如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图,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
4.地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。冬至这天地球离太阳最近，夏至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，正确的是（ ）A．地球公转速度是不变的B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大D．无法确定
5.已知月球到地心的距离是地球半径的60倍，周期是27天，求地球同步卫星的轨道半径。已知地球半径R=6370km。（地球同步卫星只能发射在赤道正上方，与地球自转周期相同为1天，在地球上看来相对地球位置不变。）
6.行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小( )A .只与恒星的质量有关 B.与恒星的质量及行星的的质量有关C.只与行星的质量有关 D.与恒星的质量及行星的的速度有关
7.已知木星绕太阳的公转周期是地球绕太阳公转周期的12倍，则木星轨道半长轴是地球轨道半长轴的多少倍？
8.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率 降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？
太阳系的天体构成包括太阳、8个行星、67个卫星和至少50万个小行星，还有矮行星和少量彗星。
太阳系的行星由内到外分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
太阳系八大行星按其物理性质可以分为类地行星和类木行星。类地行星的体积小而平均密度大，自转速度慢，卫星较少，有水星、金星、地球和火星。
类木行星的体积大，平均密度小，自转速度快，卫星较多，有木星、土星、天王星和海王星。
矮行星围绕太阳运动，自身引力足以克服其固体应力而使自己成圆球状，但不能清除其轨道附近的其他物体。矮行星有冥王星、谷神星、阋[xì]神星、鸟神星、赛德娜和妊神星。
除上述天体外，太阳系还包括彗星和小行星，它们是太阳系数量最多的天体，小行星的总数至少为50万颗。
彗星轨道的离心率非常大，靠近太阳时轨道可到达水星轨道的内部，远离太阳时又在海王星的轨道之外。