31《天體運(yùn)動(dòng)》課件

天體運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)1．能簡(jiǎn)要地說(shuō)出日心說(shuō)、地心說(shuō)的兩種不同觀點(diǎn)2．知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)描述的三定律3．體會(huì)科學(xué)家在宣傳和追求科學(xué)真理時(shí)所表現(xiàn)的堅(jiān)定信念和獻(xiàn)身精神1．能簡(jiǎn)要地說(shuō)出日心說(shuō)、地心說(shuō)的兩種不同觀點(diǎn)一、古代關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)地球地球太陽(yáng)太陽(yáng)勻速圓周一、古代關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)地球地球太陽(yáng)太陽(yáng)勻速圓周思考1.“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”是否說(shuō)明“日心說(shuō)”就是十分完善的？提示“日心說(shuō)”雖然最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，但它由于當(dāng)時(shí)人們認(rèn)知水平的局限性，一些觀點(diǎn)也是不準(zhǔn)確的，如運(yùn)動(dòng)軌道不是圓而是橢圓，做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)而是變速曲線運(yùn)動(dòng)．思考1.“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”是否說(shuō)明“日心說(shuō)”就二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星橢圓橢圓焦點(diǎn)相等的時(shí)間相等的面積二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星橢圓橢圓焦點(diǎn)相等的時(shí)間相等的面積行星半長(zhǎng)軸公轉(zhuǎn)周期相等無(wú)關(guān)行星半長(zhǎng)軸公轉(zhuǎn)周期相等無(wú)關(guān)思考2.行星繞太陽(yáng)在橢圓軌道上運(yùn)行，行星距太陽(yáng)較近處與距太陽(yáng)較遠(yuǎn)處相比較，運(yùn)動(dòng)速率何處較大？提示

由開(kāi)普勒第二定律可知，由于在相等的時(shí)間內(nèi)，行星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)相等的面積，顯然相距較近時(shí)相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)必須較長(zhǎng)，因此運(yùn)動(dòng)速率較大．思考2.行星繞太陽(yáng)在橢圓軌道上運(yùn)行，行星距太陽(yáng)較近處與距太三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近

，太陽(yáng)處在

．對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的

(或

)不變，即行星做

運(yùn)動(dòng)．所有行星

的三次方跟它的公轉(zhuǎn)軌道周期的

的比值都相等．圓圓心角速度線速度勻速圓周軌道半徑二次方三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理圓圓心角速度線速度勻速圓周軌道半徑二次一、對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解1.理解開(kāi)普勒第二定律的內(nèi)涵

太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間里掃過(guò)的面積相等，是解題的關(guān)鍵．由開(kāi)普勒第二定律可知：行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，速率減??；從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，速率增大．一、對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解31《天體運(yùn)動(dòng)》課件31《天體運(yùn)動(dòng)》課件類(lèi)型1

開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用

【典例1】

某行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a，近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b，過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速率為(

)．類(lèi)型1開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用【典例1】某行星沿橢圓軌道答案C答案C借題發(fā)揮

此題作了近似處理，因?yàn)樵跈E圓上任取一小段，每一小段都可看成一個(gè)獨(dú)立的圓周上的一段圓弧，所不同的是曲率可能不同而已．借題發(fā)揮

【變式1】據(jù)報(bào)道，美國(guó)計(jì)劃于2021年開(kāi)始每年送15000名游客上太空旅游．如圖所示，當(dāng)航天器圍繞地球做橢圓運(yùn)行時(shí)，近地點(diǎn)A的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．【變式1】據(jù)報(bào)道，美國(guó)計(jì)劃于2021年開(kāi)始每年送15解析

根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積，由此可得知近地點(diǎn)A的速率大于遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．答案

大于解析根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連類(lèi)型2開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用

【典例2】

有一個(gè)名叫谷神的小行星，質(zhì)量為m＝1.00×1021kg，它的軌道半徑是地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的2.77倍，求谷神星繞太陽(yáng)一周所需要的時(shí)間．類(lèi)型2開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用【典例2】有一個(gè)名借題發(fā)揮(1)對(duì)題目的求解應(yīng)視條件而定，本題中用半徑替代了半長(zhǎng)軸，由解題結(jié)果應(yīng)更進(jìn)一步理解離太陽(yáng)越遠(yuǎn)公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)的結(jié)論．(2)在以后的計(jì)算問(wèn)題中，可以認(rèn)為行星的軌道近似為圓，衛(wèi)星的運(yùn)行軌道也近似為圓，這樣就使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況也相差不大．借題發(fā)揮31《天體運(yùn)動(dòng)》課件答案D答案D2006年8月24日，在捷克首都布拉格召開(kāi)的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)閉幕大會(huì)上，2500位來(lái)自不同國(guó)家的天文學(xué)代表對(duì)四個(gè)關(guān)于確定太陽(yáng)系行星身份的草案進(jìn)行投票表決后決定，冥王星失去“行星”地位，被劃為“矮行星”，如圖所示．這意味著，太陽(yáng)系將只有八個(gè)行星．冥王星被踢出行星行列2006年8月24日，在捷克首都布拉格召開(kāi)的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)位居太陽(yáng)系九大行星末席70多年的冥王星，自發(fā)現(xiàn)之日起地位就備受爭(zhēng)議．經(jīng)過(guò)天文學(xué)界多年的爭(zhēng)論以及本屆國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上數(shù)天的爭(zhēng)吵，冥王星終于“慘遭降級(jí)”，被驅(qū)逐出了行星家族，如圖所示．從此之后，這個(gè)游走在太陽(yáng)系邊緣的天體將只能與其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被稱(chēng)為“矮行星”．位居太陽(yáng)系九大行星末席70多年的冥王星，自發(fā)現(xiàn)之日起地位就備根據(jù)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)11時(shí)通過(guò)的新定義，“行星”指的是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體．按照新的定義，太陽(yáng)系行星將包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的．根據(jù)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)11時(shí)通過(guò)的新定義，“行星”指的是圍

【典例3】

關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()． A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越大 B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越大 C．水星離太陽(yáng)“最近”，公轉(zhuǎn)周期最大 D．海王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最大【典例3】關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()．答案BD答案BD開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用1．如圖所示為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的示意圖，圖中橢圓表示地球公轉(zhuǎn)軌道，Ch、Q、X、D分別表示中國(guó)農(nóng)歷節(jié)氣中的春分、秋分、夏至、冬至?xí)r地球所在的位置，一年之內(nèi)，春夏兩季共186天，而秋冬兩季只有179天．試說(shuō)明，一年之內(nèi)秋冬兩季節(jié)比春夏兩季節(jié)要少幾天的原因．開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用解析由開(kāi)普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運(yùn)行得快一些，因此地球軌道上春夏部分比秋冬部分要長(zhǎng)些．從題圖看，從春分到秋分的春夏兩季地日連線所掃過(guò)的面積，比從秋分到次年春分的秋冬兩季節(jié)地日連線所掃過(guò)的面積大，即春夏兩季比秋冬兩季時(shí)間長(zhǎng)一些．解析由開(kāi)普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運(yùn)行得快一些，開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用

2．飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T(mén)，如圖所示，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點(diǎn)A處將速率降低到適當(dāng)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的特殊橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓與地球表面在B點(diǎn)相切，已知地球半徑為r，求飛船由A點(diǎn)到B點(diǎn)所需的時(shí)間．開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用2．飛船沿半徑為R的圓周繞地球31《天體運(yùn)動(dòng)》課件3．近幾年，全球形成探索火星的熱潮，2005年8月12日，美國(guó)新型火星探測(cè)飛船——“火星勘測(cè)軌道飛行器”發(fā)射升空，將探測(cè)火星的水資源和生命線索，并為未來(lái)的火星登陸尋找合適的地點(diǎn)．發(fā)射火星探測(cè)器可按以下步驟進(jìn)行，第一步，在地球表面用火箭對(duì)探測(cè)器進(jìn)行加速，使之成為一個(gè)沿地球公轉(zhuǎn)軌道運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星．3．近幾年，全球形成探索火星的熱潮，2005年8月12第二步是在適當(dāng)時(shí)刻啟動(dòng)探測(cè)器上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)探測(cè)器沿原方向加速，使其速度值增加到適當(dāng)值，從而使探測(cè)器沿著一個(gè)與地球軌道及火星軌道分別在長(zhǎng)軸兩端相切的半個(gè)橢圓軌道飛行，運(yùn)行其半個(gè)周期后正好飛行到火星表面附近，使之成為繞火星運(yùn)行的衛(wèi)星，然后采取措施使之降落在火星上．如圖所示，設(shè)地球的軌道半徑為R，火星的軌道半徑為1.5R，求探測(cè)器從地球運(yùn)行軌道到火星運(yùn)行軌道大約需要多長(zhǎng)時(shí)間？第二步是在適當(dāng)時(shí)刻啟動(dòng)探測(cè)器上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)探測(cè)31《天體運(yùn)動(dòng)》課件天體運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)1．能簡(jiǎn)要地說(shuō)出日心說(shuō)、地心說(shuō)的兩種不同觀點(diǎn)2．知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)描述的三定律3．體會(huì)科學(xué)家在宣傳和追求科學(xué)真理時(shí)所表現(xiàn)的堅(jiān)定信念和獻(xiàn)身精神1．能簡(jiǎn)要地說(shuō)出日心說(shuō)、地心說(shuō)的兩種不同觀點(diǎn)一、古代關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)地球地球太陽(yáng)太陽(yáng)勻速圓周一、古代關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的兩種學(xué)說(shuō)地球地球太陽(yáng)太陽(yáng)勻速圓周思考1.“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”是否說(shuō)明“日心說(shuō)”就是十分完善的？提示“日心說(shuō)”雖然最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，但它由于當(dāng)時(shí)人們認(rèn)知水平的局限性，一些觀點(diǎn)也是不準(zhǔn)確的，如運(yùn)動(dòng)軌道不是圓而是橢圓，做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)而是變速曲線運(yùn)動(dòng)．思考1.“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”是否說(shuō)明“日心說(shuō)”就二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星橢圓橢圓焦點(diǎn)相等的時(shí)間相等的面積二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星橢圓橢圓焦點(diǎn)相等的時(shí)間相等的面積行星半長(zhǎng)軸公轉(zhuǎn)周期相等無(wú)關(guān)行星半長(zhǎng)軸公轉(zhuǎn)周期相等無(wú)關(guān)思考2.行星繞太陽(yáng)在橢圓軌道上運(yùn)行，行星距太陽(yáng)較近處與距太陽(yáng)較遠(yuǎn)處相比較，運(yùn)動(dòng)速率何處較大？提示

由開(kāi)普勒第二定律可知，由于在相等的時(shí)間內(nèi)，行星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)相等的面積，顯然相距較近時(shí)相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)必須較長(zhǎng)，因此運(yùn)動(dòng)速率較大．思考2.行星繞太陽(yáng)在橢圓軌道上運(yùn)行，行星距太陽(yáng)較近處與距太三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近

，太陽(yáng)處在

．對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的

(或

)不變，即行星做

運(yùn)動(dòng)．所有行星

的三次方跟它的公轉(zhuǎn)軌道周期的

的比值都相等．圓圓心角速度線速度勻速圓周軌道半徑二次方三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理圓圓心角速度線速度勻速圓周軌道半徑二次一、對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解1.理解開(kāi)普勒第二定律的內(nèi)涵

太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間里掃過(guò)的面積相等，是解題的關(guān)鍵．由開(kāi)普勒第二定律可知：行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，速率減??；從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，速率增大．一、對(duì)開(kāi)普勒第二定律的理解31《天體運(yùn)動(dòng)》課件31《天體運(yùn)動(dòng)》課件類(lèi)型1

開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用

【典例1】

某行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a，近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為b，過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速率為(

)．類(lèi)型1開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用【典例1】某行星沿橢圓軌道答案C答案C借題發(fā)揮

此題作了近似處理，因?yàn)樵跈E圓上任取一小段，每一小段都可看成一個(gè)獨(dú)立的圓周上的一段圓弧，所不同的是曲率可能不同而已．借題發(fā)揮

【變式1】據(jù)報(bào)道，美國(guó)計(jì)劃于2021年開(kāi)始每年送15000名游客上太空旅游．如圖所示，當(dāng)航天器圍繞地球做橢圓運(yùn)行時(shí)，近地點(diǎn)A的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．【變式1】據(jù)報(bào)道，美國(guó)計(jì)劃于2021年開(kāi)始每年送15解析

根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積，由此可得知近地點(diǎn)A的速率大于遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．答案

大于解析根據(jù)開(kāi)普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連類(lèi)型2開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用

【典例2】

有一個(gè)名叫谷神的小行星，質(zhì)量為m＝1.00×1021kg，它的軌道半徑是地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的2.77倍，求谷神星繞太陽(yáng)一周所需要的時(shí)間．類(lèi)型2開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用【典例2】有一個(gè)名借題發(fā)揮(1)對(duì)題目的求解應(yīng)視條件而定，本題中用半徑替代了半長(zhǎng)軸，由解題結(jié)果應(yīng)更進(jìn)一步理解離太陽(yáng)越遠(yuǎn)公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)的結(jié)論．(2)在以后的計(jì)算問(wèn)題中，可以認(rèn)為行星的軌道近似為圓，衛(wèi)星的運(yùn)行軌道也近似為圓，這樣就使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況也相差不大．借題發(fā)揮31《天體運(yùn)動(dòng)》課件答案D答案D2006年8月24日，在捷克首都布拉格召開(kāi)的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)閉幕大會(huì)上，2500位來(lái)自不同國(guó)家的天文學(xué)代表對(duì)四個(gè)關(guān)于確定太陽(yáng)系行星身份的草案進(jìn)行投票表決后決定，冥王星失去“行星”地位，被劃為“矮行星”，如圖所示．這意味著，太陽(yáng)系將只有八個(gè)行星．冥王星被踢出行星行列2006年8月24日，在捷克首都布拉格召開(kāi)的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)位居太陽(yáng)系九大行星末席70多年的冥王星，自發(fā)現(xiàn)之日起地位就備受爭(zhēng)議．經(jīng)過(guò)天文學(xué)界多年的爭(zhēng)論以及本屆國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上數(shù)天的爭(zhēng)吵，冥王星終于“慘遭降級(jí)”，被驅(qū)逐出了行星家族，如圖所示．從此之后，這個(gè)游走在太陽(yáng)系邊緣的天體將只能與其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被稱(chēng)為“矮行星”．位居太陽(yáng)系九大行星末席70多年的冥王星，自發(fā)現(xiàn)之日起地位就備根據(jù)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)11時(shí)通過(guò)的新定義，“行星”指的是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體．按照新的定義，太陽(yáng)系行星將包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的．根據(jù)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)11時(shí)通過(guò)的新定義，“行星”指的是圍

【典例3】

關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()． A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越大 B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越大 C．水星離太陽(yáng)“最近”，公轉(zhuǎn)周期最大 D．海王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最大【典例3】關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()．答案BD答案BD開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用1．如圖所示為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的示意圖，圖中橢圓表示地球公轉(zhuǎn)軌道，Ch、Q、X、D分別表示中國(guó)農(nóng)歷節(jié)氣中的春分、秋分、夏至、冬至?xí)r地球所在的位置，一年之內(nèi)，春夏兩季共186天，而秋冬兩季只有179天．試說(shuō)明，一年之內(nèi)秋冬兩季節(jié)比春夏兩季節(jié)要少幾天的原因．開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用解析由開(kāi)普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運(yùn)行得快一些，因此地球軌道上春夏部分比秋冬部分要長(zhǎng)些．從題圖看，從春分到秋分的春夏兩季地日連線所掃過(guò)的面積，比從秋分到