《行星的運(yùn)動(dòng)》萬(wàn)有引力與宇宙航行PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解地心說(shuō)與日心說(shuō)的主要內(nèi)容和代表人物.
2.理解開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,知道開(kāi)普勒第三定律中k值的大小只與中心天體有關(guān).
3.知道行星運(yùn)動(dòng)在中學(xué)階段的研究中的近似處理.
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行星的運(yùn)動(dòng)PPT,第二部分內(nèi)容:01梳理教材 夯實(shí)基礎(chǔ)
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______ .
2.日心說(shuō)
(1)______是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽(yáng)做 ;
(2)日心說(shuō)的代表人物是______ .
3.局限性
(1)古人都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣,認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的______運(yùn)動(dòng).
(2)開(kāi)普勒研究了______的行星觀測(cè)記錄,發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng),計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù) ______(填“不符”或“相符”).
二、開(kāi)普勒定律
1.第一定律:所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是______,太陽(yáng)處在__________________上.
2.第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō),它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的____________.
3.第三定律:所有行星軌道的________________________跟它的__________________ 的比都相等.其表達(dá)式為 ______=k,其中a是橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T是公轉(zhuǎn)周期,k是一個(gè)對(duì)所有行星 ____________的常量.
三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理
1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,太陽(yáng)處在______.
2.行星繞太陽(yáng)做____________運(yùn)動(dòng).
3.所有行星__________________ 的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的____________,即______=k.
即學(xué)即用
1.判斷下列說(shuō)法的正誤.
(1)同一行星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),靠近太陽(yáng)時(shí)速度增大,遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)速度減小.( )
(2)行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),行星的周期越長(zhǎng).( )
(3)開(kāi)普勒定律僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng).( )
(4)開(kāi)普勒第三定律中的常數(shù)k與行星無(wú)關(guān),與太陽(yáng)也無(wú)關(guān).( )
2.如圖1所示,橢圓為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道,A、B分別為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn),地球經(jīng)過(guò)這兩點(diǎn)時(shí)的速率分別為vA和vB;陰影部分為地球與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積,分別用SA和SB表示,則vA_____vB、SA______SB.(均選填“>”“=”或“<”)
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行星的運(yùn)動(dòng)PPT,第三部分內(nèi)容:02探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng)
一、開(kāi)普勒定律的理解
1.開(kāi)普勒第一定律解決了行星運(yùn)動(dòng)的軌道問(wèn)題
行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是橢圓,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,但所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)——太陽(yáng).開(kāi)普勒第一定律又叫軌道定律.
2.開(kāi)普勒第二定律比較了某個(gè)行星在橢圓軌道上不同位置的速度大小問(wèn)題
(1)如圖3所示,在相等的時(shí)間內(nèi),面積SA=SB,這說(shuō)明離太陽(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.開(kāi)普勒第二定律又叫面積定律.
(2)近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽(yáng)最近、最遠(yuǎn)的點(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)普勒第三定律比較了不同行星周期的長(zhǎng)短問(wèn)題
(1)如圖4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).比值k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量.開(kāi)普勒第三定律也叫周期定律.
(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),對(duì)于地球衛(wèi)星,常量k只與地球有關(guān),而與衛(wèi)星無(wú)關(guān),也就是說(shuō)k值大小由中心天體決定.
例1 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行,根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知
A.太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心
B.火星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等
C.火星和木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的三次方
D.相同時(shí)間內(nèi),火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積
針對(duì)訓(xùn)練1 如圖5所示,B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星,橢圓的半長(zhǎng)軸為a,運(yùn)行周期為T(mén)B;C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,圓周的半徑為r,運(yùn)行周期為T(mén)C.下列說(shuō)法或關(guān)系式正確的是
A.地球位于B衛(wèi)星軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上,位于C衛(wèi)星軌道的圓心上
B.B衛(wèi)星和C衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度大小均不變
二、開(kāi)普勒定律的應(yīng)用
1.當(dāng)比較一個(gè)行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時(shí),選用開(kāi)普勒第二定律;當(dāng)比較或計(jì)算兩個(gè)行星的周期問(wèn)題時(shí),選用開(kāi)普勒第三定律.
2.由于大多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近,因此,在中學(xué)階段的研究中我們可以按圓軌道處理,且把行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)橢圓軌道的半長(zhǎng)軸取圓軌道的半徑.
例2 (2018·夷陵中學(xué)期中)某行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a,近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b,過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va,則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為
例3 (2019·深圳市龍崗區(qū)高一下月考)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)家又發(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
A.15天 B.25天 C.35天 D.45天
針對(duì)訓(xùn)練2 木星和地球都繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),木星的公轉(zhuǎn)周期約為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.5.2天文單位
C.10天文單位 D.12天文單位
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行星的運(yùn)動(dòng)PPT,第四部分內(nèi)容:03隨堂演練 逐點(diǎn)落實(shí)
1.(對(duì)開(kāi)普勒定律的認(rèn)識(shí))(2018·孟壩中學(xué)期末)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,下列說(shuō)法正確的是
A.所有的行星都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)
B.對(duì)任意一個(gè)行星,它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積
C.在 =k中,k是與太陽(yáng)無(wú)關(guān)的常量
D.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)
2.(開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用)(2019·云天化中學(xué)高一下學(xué)期期中)如圖6所示是行星m繞太陽(yáng)M運(yùn)行情況的示意圖,A點(diǎn)是遠(yuǎn)日點(diǎn),B點(diǎn)是近日點(diǎn),CD是橢圓軌道的短軸.下列說(shuō)法中正確的是
A.行星運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度最大
B.行星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)或D點(diǎn)時(shí)速度最小
C.行星從C點(diǎn)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中做加速運(yùn)動(dòng)
D.行星從B點(diǎn)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間與從A點(diǎn)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間相等
3.(對(duì)開(kāi)普勒第三定律的理解)(多選)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的表達(dá)式。絢,以下理解正確的是
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代表行星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期
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