《行星的運動》萬有引力與宇宙航行PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解地心說與日心說的主要內(nèi)容和代表人物.
2.理解開普勒行星運動定律，知道開普勒第三定律中k值的大小只與中心天體有關(guān).
3.知道行星運動在中學(xué)階段的研究中的近似處理.
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行星的運動PPT，第二部分內(nèi)容：01梳理教材 夯實基礎(chǔ)
一、兩種對立的學(xué)說
1.地心說
(1)______是宇宙的中心，是靜止不動的；
(2)太陽、月亮以及其他行星都繞 ______運動；
(3)地心說的代表人物是古希臘科學(xué)家______ .
2.日心說
(1)______是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽做 ；
(2)日心說的代表人物是______ .
3.局限性
(1)古人都把天體的運動看得很神圣，認(rèn)為天體的運動必然是最完美、最和諧的______運動.
(2)開普勒研究了______的行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運動是勻速圓周運動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù) ______(填“不符”或“相符”).
二、開普勒定律
1.第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是______，太陽處在__________________上.
2.第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的____________.
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是橢圓軌道的半長軸，T是公轉(zhuǎn)周期，k是一個對所有行星 ____________的常量.
三、行星運動的近似處理
1.行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在______.
2.行星繞太陽做____________運動.
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.判斷下列說法的正誤.
(1)同一行星沿橢圓軌道繞太陽運動，靠近太陽時速度增大，遠(yuǎn)離太陽時速度減小.( )
(2)行星軌道的半長軸越長，行星的周期越長.( )
(3)開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運動.( )
(4)開普勒第三定律中的常數(shù)k與行星無關(guān)，與太陽也無關(guān).( )
2.如圖1所示，橢圓為地球繞太陽運動的軌道，A、B分別為地球繞太陽運動的近日點和遠(yuǎn)日點，地球經(jīng)過這兩點時的速率分別為vA和vB；陰影部分為地球與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積，分別用SA和SB表示，則vA_____vB、SA______SB.(均選填“>”“＝”或“<”)
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行星的運動PPT，第三部分內(nèi)容：02探究重點 提升素養(yǎng)
一、開普勒定律的理解
1.開普勒第一定律解決了行星運動的軌道問題
行星繞太陽運行的軌道都是橢圓，如圖2所示.不同行星繞太陽運動的橢圓軌道是不同的，但所有軌道都有一個共同的焦點——太陽.開普勒第一定律又叫軌道定律.
2.開普勒第二定律比較了某個行星在橢圓軌道上不同位置的速度大小問題
(1)如圖3所示，在相等的時間內(nèi)，面積SA＝SB，這說明離太陽越近，行星在相等時間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長，即行星的速率越大.開普勒第二定律又叫面積定律.
(2)近日點、遠(yuǎn)日點分別是行星距離太陽最近、最遠(yuǎn)的點.同一行星在近日點速度最大，在遠(yuǎn)日點速度最小.
3.開普勒第三定律比較了不同行星周期的長短問題
(1)如圖4所示，由 ＝k知橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長.比值k是一個對所有行星都相同的常量.開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的運動，也適用于衛(wèi)星繞地球的運動，對于地球衛(wèi)星，常量k只與地球有關(guān)，而與衛(wèi)星無關(guān)，也就是說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運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知
A.太陽位于木星運行軌道的中心
B.火星繞太陽運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軸之比的三次方
D.相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積
針對訓(xùn)練1 如圖5所示，B為繞地球做橢圓軌道運行的衛(wèi)星，橢圓的半長軸為a，運行周期為TB；C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，圓周的半徑為r，運行周期為TC.下列說法或關(guān)系式正確的是
A.地球位于B衛(wèi)星軌道的一個焦點上，位于C衛(wèi)星軌道的圓心上
B.B衛(wèi)星和C衛(wèi)星運動的速度大小均不變
二、開普勒定律的應(yīng)用
1.當(dāng)比較一個行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時，選用開普勒第二定律；當(dāng)比較或計算兩個行星的周期問題時，選用開普勒第三定律.
2.由于大多數(shù)行星繞太陽運動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，且把行星繞太陽的運動看作是勻速圓周運動，這時橢圓軌道的半長軸取圓軌道的半徑.
例2 (2018·夷陵中學(xué)期中)某行星沿橢圓軌道運動，遠(yuǎn)日點離太陽的距離為a，近日點離太陽的距離為b，過遠(yuǎn)日點時行星的速率為va，則過近日點時行星的速率為
例3 (2019·深圳市龍崗區(qū)高一下月考)長期以來，“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
針對訓(xùn)練2 木星和地球都繞太陽公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽的距離為1天文單位，則木星與太陽的距離約為
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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行星的運動PPT，第四部分內(nèi)容：03隨堂演練 逐點落實
1.(對開普勒定律的認(rèn)識)(2018·孟壩中學(xué)期末)關(guān)于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是
A.所有的行星都繞太陽做圓周運動
B.對任意一個行星，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積
C.在 ＝k中，k是與太陽無關(guān)的常量
D.開普勒行星運動定律僅適用于行星繞太陽運動
2.(開普勒第二定律的應(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M運行情況的示意圖，A點是遠(yuǎn)日點，B點是近日點，CD是橢圓軌道的短軸.下列說法中正確的是
A.行星運動到A點時速度最大
B.行星運動到C點或D點時速度最小
C.行星從C點順時針運動到B點的過程中做加速運動
D.行星從B點順時針運動到D點的時間與從A點順時針運動到C點的時間相等
3.(對開普勒第三定律的理解)(多選)關(guān)于開普勒行星運動定律的表達(dá)式�。絢，以下理解正確的是
A.k是一個與行星無關(guān)的常量
B.a代表行星的球體半徑
C.T代表行星運動的自轉(zhuǎn)周期
D.T代表行星繞中心天體運動的公轉(zhuǎn)周期
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