四川省大英县育才中学高一物理《第三章 第1节 天体运动》课件

理解教材新知把握热点考向应用创新演练第1节知识点一知识点二考向二第三章考向一随堂基础巩固课时跟踪训练 1.地心说认为地球是静止不动的，地心说认为地球是静止不动的， 是宇宙的中心，而日心说认为太是宇宙的中心，而日心说认为太 阳是静止不动的，是宇宙的中心。阳是静止不动的，是宇宙的中心。 2开普勒第一定律指明行星绕太阳开普勒第一定律指明行星绕太阳运动的轨道为椭圆轨道，而非圆轨道。开普勒第二定律称运动的轨道为椭圆轨道，而非圆轨道。开普勒第二定律称为面积定律，可导出近日点速率大于远日点速率。开普勒为面积定律，可导出近日点速率大于远日点速率。开普勒第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系。第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系。自学教材自学教材 1地心说地心说 托勒密认为，托勒密认为， 位于宇宙的中心，是位于宇宙的中心，是 的，的，其他天体围绕其他天体围绕 转动。转动。 2日心说日心说 波兰天文学家哥白尼在其著作波兰天文学家哥白尼在其著作天球运行论天球运行论中提出中提出了日心说，他认为，地球和别的行星一样，围绕了日心说，他认为，地球和别的行星一样，围绕 运运动，动， 固定在这个体系的中心。固定在这个体系的中心。地球地球静止不动静止不动地球地球太阳太阳太阳太阳重点诠释重点诠释 1“地心说地心说”的建立的建立 人类最初根据直接经验建立了人类最初根据直接经验建立了“地心说地心说”，认为地球是，认为地球是静止不动的，是宇宙的中心。静止不动的，是宇宙的中心。“地心说地心说”的代表人物的代表人物托托勒密，他在他的著作天文学大成中构建了地心宇宙体勒密，他在他的著作天文学大成中构建了地心宇宙体系。系。“地心说地心说”符合人们的直接经验，也符合势力强大的宗符合人们的直接经验，也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故教神学关于地球是宇宙中心的认识，故“地心说地心说”一度占据一度占据了统治地位，这种影响一直持续到了统治地位，这种影响一直持续到16世纪。世纪。 2“日心说日心说”的建立的建立 日心说是哥白尼在长达日心说是哥白尼在长达36年的研究、观测和核校后提年的研究、观测和核校后提出的。他认为太阳静止不动，地球和其他行星都绕太阳运出的。他认为太阳静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动。动。“日心说日心说”相对相对“地心说地心说”能更完美地解释天体的运动，能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完美，因为太阳、地球等天体都是运动但这两种学说都不完美，因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时人们对自然科学的认识能力，的，鉴于当时人们对自然科学的认识能力，“日心说日心说”比比“地心说地心说”更先进。更先进。 3“日心说日心说”建立的意义建立的意义 天球运行论天球运行论的出版，标志着科学开始从各种传统的出版，标志着科学开始从各种传统错误观念的束缚中解放出来，开辟了科学的新时代。错误观念的束缚中解放出来，开辟了科学的新时代。1关于日心说被人们接受的原因是关于日心说被人们接受的原因是()A太阳总是从东面升起，从西面落下太阳总是从东面升起，从西面落下B若以地球为中心来研究运动有很多无法解决的问题若以地球为中心来研究运动有很多无法解决的问题C若以太阳为中心，许多问题可以解决，对行星的描若以太阳为中心，许多问题可以解决，对行星的描述也变得简单述也变得简单D地球是围绕太阳运转的地球是围绕太阳运转的解析：解析：一个学说是否被接受关键是看它能否解决生活和一个学说是否被接受关键是看它能否解决生活和实际的问题，能否对问题的解决带来方便。日心说之所实际的问题，能否对问题的解决带来方便。日心说之所以被大家接受，主要是它能解决许多地心说无法解决的以被大家接受，主要是它能解决许多地心说无法解决的问题，故问题，故C正确。正确。答案：答案：C 自学教材自学教材 定律定律内容内容公式或图示公式或图示开普勒第开普勒第一定律一定律所有的行星围绕太阳运动的所有的行星围绕太阳运动的轨道都是轨道都是 ，太阳处在，太阳处在所有所有 的一个的一个 上上开普勒第开普勒第二定律二定律从太阳到行星的连线在从太阳到行星的连线在 内扫过内扫过 椭圆椭圆椭圆椭圆焦点焦点相等相等的时间的时间相等的面积相等的面积行星行星半长轴半长轴公转周期公转周期是一个常量是一个常量无关无关重点诠释重点诠释 1从空间分布认识从空间分布认识 行星的轨道都是椭圆，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳行星的轨道都是椭圆，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上。就在此焦点上。 因此第一定律又叫椭圆轨道定律，它告诉我们，尽管各行因此第一定律又叫椭圆轨道定律，它告诉我们，尽管各行星的轨道大小不同，但所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太星的轨道大小不同，但所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上。否定了行星圆形轨道的阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上。否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳的确切位置。说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳的确切位置。 2从速度大小认识从速度大小认识 如图如图311所示，阴影部分的面积所示，阴影部分的面积相同，说明了行星靠近太阳时速度增大，相同，说明了行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。近日点速度最大，远离太阳时速度减小。近日点速度最大，远日点速度最小，因此第二定律又叫面积定律。远日点速度最小，因此第二定律又叫面积定律。图图312图图312答案：答案：C 例例1关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是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离太阳越近的行星的运动周期越长 D所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等 思路点拨思路点拨太阳系中行星运动的轨道、速率及周期遵太阳系中行星运动的轨道、速率及周期遵循开普勒三定律。循开普勒三定律。 解析解析不同的行星，有不同的椭圆轨道，太阳在椭不同的行星，有不同的椭圆轨道，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，故圆轨道的一个焦点上，故A、B错误；由开普勒第三定律错误；由开普勒第三定律知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，半长轴越大，其公转周期越长，故的比值都相等，半长轴越大，其公转周期越长，故C错误，错误，D正确。正确。 答案答案D 借题发挥借题发挥 (1)行星绕太阳运行的轨道为椭圆轨道，太阳在所行星绕太阳运行的轨道为椭圆轨道，太阳在所有椭圆轨道的公共焦点上。有椭圆轨道的公共焦点上。 (2)行星运动定律虽由太阳系中行星的运动总结出行星运动定律虽由太阳系中行星的运动总结出来的，但该定律同样适用于其他天体系统。来的，但该定律同样适用于其他天体系统。 1关于开普勒第二定律，正确的理解是关于开普勒第二定律，正确的理解是()A行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点 处的线速度小于它在远日点处的线速度处的线速度小于它在远日点处的线速度D行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的 时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度大时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度大 于它在远日点的线速度于它在远日点的线速度解析：解析：行星的运动轨迹是椭圆形的，故做变速曲线运行星的运动轨迹是椭圆形的，故做变速曲线运动，动，A错，错，B对；又在相等时间内扫过的面积相等，所对；又在相等时间内扫过的面积相等，所以在近日点时线速度大，以在近日点时线速度大，C错，错，D对。对。答案：答案：BD 例例2飞船沿半径为飞船沿半径为R的圆周绕地球的圆周绕地球运转，其周期为运转，其周期为T，如图，如图313所示，如所示，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点果飞船要返回地面，可在轨道上某一点A处将速率降低到适当值，从而使飞船沿着处将速率降低到适当值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，点相切，已知地球半径为已知地球半径为r，求飞船由，求飞船由A点运动到点运动到B点所需的时间。点所需的时间。图图313思路点拨思路点拨解答此题应把握以下三点：解答此题应把握以下三点：(1)飞船在不同轨道上的周期不同。飞船在不同轨道上的周期不同。(2)确定椭圆轨道半长轴的大小。确定椭圆轨道半长轴的大小。(3)应用开普勒第三定律列方程。应用开普勒第三定律列方程。 借题发挥借题发挥 开普勒第三定律是解决有关天体运动问题的重要方法，开普勒第三定律是解决有关天体运动问题的重要方法，对于圆轨道与椭圆轨道同样适用，尤其是涉及与椭圆轨对于圆轨道与椭圆轨道同样适用，尤其是涉及与椭圆轨道有关的问题时更显其优越性；使用时要注意式中的道有关的问题时更显其优越性；使用时要注意式中的r对对于圆轨道指轨道半径，对于椭圆轨道则指半长轴。于圆轨道指轨道半径，对于椭圆轨道则指半长轴。飞船在飞船在B点时再减速，它绕地球表面做圆周运动，求此时点时再减速，它绕地球表面做圆周运动，求此时它的周期为多少？它的周期为多少？