资源简介

(共31张PPT)
3.1天体运动
1、了解古人认识行星运动的历史过程，并了解“地心说”和 “日心说”的代表人物。
3、掌握开普勒三大定律的内容及简单应用。
4、学会处理行星运动的近似方法。
学习目标
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。
新知导入
新知导入
太阳每天东升西落
月亮由东向西运行
日月交替，斗转星移，天体的运动遵循什么规律？浩瀚星空，哪里才是宇宙的中心？
一、1.古人对宇宙的认识
可见，我国古人在很早以前就对天体运动做了许多研究。
（1）盖天说（战国时期）
敕勒川，阴山下。
天似穹庐，笼盖四野。
天苍苍，野茫茫。风吹草低见牛羊。
我国古代的盖天说：天圆地方
东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄
（2）浑天说（东汉）
——浑天说：我国古代宇宙理论的主流学说
请同学们阅读课本59-59页，思考以下问题：
1、什么是“地心说”，什么是“日心说”？
2.你觉得哪个学说更科学？请说出理由。
（3）地心说
由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出：
地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有星星都是绕地球转动的，即地心说。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。
太阳是宇宙的中心，静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。
（4）日心说
“地心说”与“日心说”的世纪之争
一、2.古人对行星运动的探索
天圆地方
远古
140
托勒密
地心说
1543
哥白尼
日心说
1546
第谷
出生
天才的观察家
第谷·布拉赫
建立天文台，把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/。
第 谷（丹麦）
一、2.古人对行星运动的探索
天圆地方
远古
140
托勒密
地心说
1543
哥白尼
日心说
1546
第谷
出生
1600
开普勒
任第谷助手
数学天才
开普勒（德国）
利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。
第 谷（丹麦）
开普勒（德国）
↓
毕生的精心观测记录
↓
8′的误差
→ ←
行星运动规律
是匀速圆
周运动
20年潜心研究
↓
思考：地球是不是绕太阳做匀速圆周运动？
冬半年快
夏半年慢
90天
88天
93天
94天
如果地球做匀速圆周运动，那四季的时间应该有什么特点？
（1）长轴为______、短轴为______、焦点为________，半长轴为______________，半短轴为______________。
（2）如果半长轴与半短轴相等，这个椭圆的形状会变成___________，焦点的位置将位于_________。
O点
圆形
AB
CD
F1和F2
OC或OD
OA或OB
椭圆：
到两定点的距离之和都相等的点
2、开普勒行星运动定律
模拟动画
开普勒第一定律：
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。
R
F
F
地球
（轨道定律）
2、开普勒行星运动定律
开普勒第二定律：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相等的面积。
F
F
（面积定律）
2、开普勒行星运动定律
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
1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(　　)
A．F2 B．A点 C．F1 D．B点
练一练
A
【解析】根据开普勒第二定律，可知太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点大,所以太阳位于F2点。
探究：寻找行星绕太阳运动的周期与距离关系
行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星
公转周期T 0.241 0.615 1 1.881 11.862 29.457
到太阳距离 a 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539
结论：a3/T2=k
开普勒第三定律：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值相等。
a
F
F
地球
表达式：
a3
T2
= k
半长轴
行星绕太阳
公转的周期
(周期定律)
2、开普勒行星运动定律
探究四：
寻找比值K取决于什么因素？
绕行天体　　 中心天体　　 半长轴（x106km）　　 公转周期（天）　　 k/（m3/s2）　　
水星　　 太阳　　 57.91　　 87.97　　 　　
金星　　 108.94　　 224.71　　 地球　　 149.60　　 365　　 同步卫星　　 地球　　 0.0424　　 1　　 　　
月球　 0.3844　　 27.322　　 k是仅由中心天体决定，与绕行天体无关，在中心天体相同的系统里k相同。
3.36×1018
1.02×1013
2、假设木星的公转周期约为8年，地球到太阳的距离为1光年，则木星到太阳的距离约为（　）
A、2光年 B、4光年
C、5.2光年 D、12光年
B
练一练
1、行星轨道是圆，太阳处在圆心；
2、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。
a
F
F
R
3、行星运动的近似处理
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
天王星 2882.3 2879.1
海王星 4523.9 4523.8
一、地心说与日心说
地球是中心→太阳是中心→宇宙无限
二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆
2、面积定律:
3、周期定律：
a3/ T2 =k
（K是一个只与中心天体有关的物理量）
小结
三、行星运动的近似处理
1、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它们绕太阳运行一周所用的时间最短的是 ，最长的是 __ 。
　　
水星
海王星
达标自测
2、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．离太阳越近的行星的运动周期越长
D．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等　　
D
达标自测
3、如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是(　　)
A．速度最大点是A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　
AC
达标自测
4、宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是(　　)
A．3年 B．9年 C．27年 D．81年
C
达标自测

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