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§1 行星的运动
高一物理（人教版2019）
必修 第二册
第七章 万有引力与宇宙航行
思考与讨论：
不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特？行星绕太阳的周期与距离太远的远近是否存在某种关系？
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中国古代对行星运动的认识：
五星行度 ，唯留逆之际最多差 。自内而进者，其退必向外 ；自外而进者，其退必由内。其迹如循柳叶，两末锐，中间往还之道相去甚远。故两末星行成度稍迟 ，以其斜行故也；中间行度稍速，以其径绝故也 。
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注释：五星运行的数据，以五星稽留和逆行之际误差最多。五星自黄道以北向北前行的，它们的退行必然要趋向黄道以南；自黄道以南向南前行的，它们的退行必然要进入黄道以北。五星的轨迹如同沿着柳叶运行的椭圆形，两头尖锐，中间往返的路径之间相距很远。所以在轨迹的两头，五星的运行速度稍慢，这是由于它们斜行的缘故；在轨迹的中间部分，则五星的运行速度稍快，这是由于它们直行的缘故。
北宋 沈括
西方历史上的地心说：
托勒密
地心说图解
地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
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西方历史上的日心说：
哥白尼
日心说图解
太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做匀速圆周运动。
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第谷对行星运动做了大量观察记录
第谷
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在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。第谷把这个天体位置的误差大约从10’ 减小到2’。为哥白尼的学说提供了关键性的支持。
开普勒：终得行星运动规律
开普勒
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开普勒相信哥白尼的学说，按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点，在对火星轨道的研究中，70余次尝试所得的结果与第谷的观察数据相差8 ’，他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，否定了几十种假设，最后终于通过计算他发现了行星运动三大定律，简称开普勒三大定律。
内容：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。
一、开普勒第一定律
（轨道定律）
新课讲授
做一做：
一、开普勒第一定律
新课讲授
用一条细绳和两个图钉画椭圆，把细绳两端用图钉固定，用铅笔紧贴着细绳滑动，使细绳始终保持张紧状态，铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点。
保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？
内容：对任意一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
二、开普勒第二定律
（面积定律）
新课讲授
思考与讨论：
二、开普勒第二定律
新课讲授
根据开普勒第二定律，你是否可以解释一下为什么在近日点行星运动的快，在远日点行星运动的慢？
内容：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。
三、开普勒第三定律
（周期定律）
新课讲授
新课讲授
通过对表格中的数据分析，你是否发现决定k值大小的关键性因素？
k 是一个只决定于中心天体质量的常数。
三、开普勒第三定律
1.开普勒行星运动定律的适应条件：
不但适用于行星的运动，也适用于卫星绕行星的运动。
四、条件及应用
（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（线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动.
（3）所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,
2.中学阶段的研究我们可按圆轨道处理：
新课讲授
1．某行星绕太阳运动的轨道如图所示,则以下说法正确的是（　　）
A．该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大
B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都更小
C．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是不相等的
D．行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳在圆心上
A
课堂练习
课堂练习
【答案】A
【详解】A．根据 得该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大，A正确；
B．根据开普勒第二定律可知近日点速度大、远日点速度小，所以该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都更大，B错误；
C．由开普勒第二定律得相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积是相等的，C错误；
D．由开普勒第一定律可知，太阳一定在椭圆的一个焦点上，行星绕太阳做椭圆运动，D错误。故选A。
B
课堂练习
课堂练习
A
课堂练习
课堂练习
A
课堂练习
课堂练习

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