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(共17张PPT)
6.1 行星的运动
学　习　目　标 重　点　难　点
1.了解地心说和日心说两种学说的内容． 2.理解开普勒行星运动定律的内容． 3.了解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的． 4.会应用开普勒第三定律分析问题. 重点 1.开普勒行星运动定律的理解．
2.中学阶段对行星运动的处理方法．
难点 1.应用开普勒行星运动定律分析行星的运动问题．
2.行星运动的近似处理.
二、行星运动的规律
1、德国天文学家开普勒经过多年研究，提出了开普勒三定律
2、定律内容
开普勒第一定律：各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行，太阳处在椭圆的一个焦点上。
自主活动
你会用图钉和细绳画椭圆吗？试一试
细绳
焦点
半长轴a
焦点
行星
太阳
二、行星运动的规律
开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。
典型例题1：如图，行星绕太阳做椭圆运动。
（1）在太阳系中，不同行星的椭圆轨道有什么关系？
（2）行星在离太阳最近位置（近日点）的速率和在最远位置（远日点）的速率相同吗？为什么？
（1）太阳处在这些椭圆轨道共同的焦点上，这些椭圆轨道不在同一平面内。
（2）不相同。相等时间内在近日点附近通过的路程大，所以在近日点的速率大。
开普勒第三定律：行星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴a的三次方与公转周期T的二次方之比是一个常数，
即 k是一个与行星无关的常数
*在中学研究中可近似按圆轨道处理：
用r表示行星圆轨道的半径，
则有
开普勒在总结第谷的数据后，总结出三条行星运动定律
开普勒第一定律
焦点
Focus 1
Focus 2
焦点定律
太阳的位置精确标定在椭圆的一个焦点上，各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行
开普勒在总结第谷的数据后，总结出三条行星运动定律
开普勒第二定律
面积定律
行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
解释了行星在近日点运动快、在远日点运动慢的原因
S1
S2
S2= S1
v大
v小
开普勒在总结第谷的数据后，总结出三条行星运动定律
开普勒第三定律
周期定律
行星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴 a 的三次方与周期 T 的二次方之比是一个常量。
长半轴a
周期T
式中，k是一个与行星无关的常量。
k正比于行星环绕的中心天体的质量决定。
开普勒在总结第谷的数据后，总结出三条行星运动定律
开普勒第三定律
通过此式可以推导行星之间的轨道关系。
比如火星和地球的k值应当相同，则有
行星的椭圆轨道都接近于圆，a可以用圆形轨道半径r表示。
F
F
行星在远离太阳的过程中速度如何变化？
　近日点速度快，远日点速度慢．
春
夏
秋
冬
开普勒第三定律
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， 又称周期定律
开普勒行星运动定律
a 3/ T2 =k
【探究】：公式中 的比例系数k可能与谁有关？
行星/卫星 半长轴（km） 周期（天） k（m /s ）
水星 57 87.97
金星 108 225
地球 149 365
火星 228 687
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2870 30660
海王星 4498 60148
月球 0.3844 27.3
地球同步卫星 0.0424 1
通过上述数据，你得到了什么？
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.37×1018
3.37×1018
1.03×1013
1.03×1013
注意：k 值只与中心天体有关！
在中学阶段，我们按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 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
3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
2.对于某一行星来说，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长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即R /T =k

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