第七章 1　行星的运动（课件+学案）

1　行星的运动 [定位·学习目标]　1.通过阅读教材,了解人类对行星运动规律的认识历程,理解开普勒行星运动定律及其科学价值,知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关,形成物理观念。2.通过对科学家探究过程的回顾,认识到科学研究一般从基本的观念开始,凭借对现象的观测、模型的构建,即模型与事实之间的相互作用,不断修正原有的观念和模型,使其逐步接近真实,获得物理规律,培养科学探究精神。3.尊重客观事实、坚持实事求是是科学研究的基本态度和社会责任。 知识点一　两种对立的学说 探究新知 1.地心说 (1)地球是宇宙的中心,是静止不动的。 (2)太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。 (3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密。 2.日心说 (1)太阳是宇宙的中心,是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动。 (2)日心说的代表人物是哥白尼。 3.局限性 (1)古人都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。 (2)开普勒研究了第谷的行星观测记录,发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符。 知识点二　开普勒定律 探究新知 定律 内容 公式或图示 开普 勒第 一定 律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上 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的面积相等 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都相等 公式:=k,比值k是一个对所有行星都相同的常量 知识点三　行星运动的近似处理 探究新知 实际上,行星的轨道与圆十分接近,在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。这样就可以说: (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(或线速度)大小不变,即行星做匀速圆周运动。 (3)所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等,即=k。 正误辨析 (1)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(　×　) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动,且它们到太阳的距离都相同。(　×　) (3)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动,靠近太阳时速度增大,远离太阳时速度减小。(　√　) (4)开普勒第三定律中的常量k与行星无关,与太阳也无关。(　×　) 要点一　对开普勒定律的理解 情境探究 　如图为行星绕太阳转动的示意图,观察各行星的运动轨迹,它们绕太阳一周的时间分别为:水星约88天、金星约225天、地球约365天、火星约687天、木星约11.9年、土星约29.7年、天王星约84.3年、海王星约165.2年。 探究:(1)行星运动的轨迹是规则的圆形吗 (2)根据所给周期数据推测行星绕太阳运动的周期与它们到太阳的距离有什么样的定性关系 【答案】 (1)行星运动的轨迹不是规则的圆形,是椭圆。 (2)离太阳越远的行星绕太阳运动一周的时间越长。 要点归纳 1.开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题。 行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,如图所示。不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的,但所有轨道都有一个共同的焦点———太阳。开普勒第一定律又叫轨道定律。 2.开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题。 如图所示,在相等的时间内,面积SA=SB。这说明离太阳越近,行星在相等时间内经过的弧长越长,即行星的速率越大;离太阳越远,行星速率越小。同一行星在近日点时速度最大,在远日点时速度最小。开普勒第二定律又叫面积定律。 3.开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题。 (1)如图所示,由=k知椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越长。比值k是一个与太阳质量有关而与行星无关的常量。开普勒第三定律也叫周期定律。 (2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕地球的运动,对于地球和卫星,常量k只与地球有关,而与卫星无关 ... ...