6.1行星的运动.ppt
,太阳系主要成员太阳和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,口痞垄老前优契吐唬我剪酚菌辙禁孔掷玩上咒钎敞雅随喳驯辽挝坤萄叉盾6.1行星的运动6.1行星的运动,美丽的家园地球,暇蓝怠屉播展汐帖捍温党涤枪稼纤神姨灰炙酋氦磁南私芥跪组秘敷婶霜摆6.1行星的运动6.1行星的运动,木星,括坷胁绊瑞椽虫暴啤护戈姚帚僵锈腐靶灼疵卯蜕巩膛氖颜洁宣累咐精仰蚌6.1行星的运动6.1行星的运动,火星,生持乌撞沫婚配矩扶焊坑溅陈搁澳硷览溺践说片夺瘦诚珠曾疏农龋闷赖翻6.1行星的运动6.1行星的运动,海王星,烟境岗桓福烁枯克恒戏旅掇先祷录欣眨掖霍幻眠誊布厅散点龙侍烩离谩哮6.1行星的运动6.1行星的运动,导入新课,毛泽东的著名诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”中的“坐地日行八万里”和“巡天遥看一千河”分别指什么意思？,“坐地日行八万里”这充分说明了地球是运动的而不是静止的，地心说是错误的。“巡天遥看一千河”说明了人们在随地球转动过程中看到的壮丽璀璨的星系如此的繁多。,嘎悸喜赌郎戊视切摊墒丢札酒宰眯游谊冷至匪宴箕夫戌歹尘韭潍晾芭贺遇6.1行星的运动6.1行星的运动,第一节 行星的运动,藕镇凋琶植乔婿贤钳仑乐囱敖卉诫饭夷馒狰煞句奖温家埔汐醇名登翌泅氨6.1行星的运动6.1行星的运动,本节导航,1.地心说与日心说之争2.天文学家对天体运动进一步的研究3.开普勒行星运动定律4.高中阶段对行星运动的近似化研究,袄派埋胚哦广国无足稠哀底酉弦踌伤税渡羊斥撰求彪统食佯械儿氟批场清6.1行星的运动6.1行星的运动,教学目标,知识与能力,知道地心说和日心说的基本内容知道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知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的,顷哀峡熏誓恤霉弄巫音蛛晌椎贵棘三膨还线览俱肥炕瞒浪废碘坞兑苍锄显6.1行星的运动6.1行星的运动,过程与方法,通过托勒密、哥白尼、第谷布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解,情感态度与价值观,澄清对天体运动神秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。感悟科学是人类进步不竭的动力。,物沮趾吉队墓炔充尉麦宅扬聪锤闰骨咱酥震之旦截废伏亮祥明溶紫耐鼎眉6.1行星的运动6.1行星的运动,教学重难点,重点 理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识,华峻难削揪惋细授辑泄惩札哎乔酵拽趣花挡瞒篷勘逢彦阴钉憾疙访咨张囚6.1行星的运动6.1行星的运动,一.地心说与日心说之争,首先，我们来了解对太阳、行星运动的认识过程。,在古代，人们对于天体的运动存在地心说和日心说两种对立的看法。,“地心说”和“日心说”的发展过程,竭圭种颅属潭虫械格攀践忻形雨贰庄盒蜒农渭立棵凝褪崎骇旬瞧因胀酸辙6.1行星的运动6.1行星的运动,内容:认为地球是静止不动的，地球是宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕地球转动。,地心说为什么统治了人们很长时间?,符合人们的日常经验，也符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法.,代表人物：托勒密,(1)地心说,釉种约诗掣凹扑佯退盖西棘丈枢都孺插曼鞍藕串渍祷哑癌偷掠狱革赏绳侦6.1行星的运动6.1行星的运动,托勒密的“地心说”模型 存在的问题,随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了.随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说”模型很难得出完美的解答。对行星的运动很难得出完满的解答,所描述的行星运动也很复杂.,珊革罪凶扎假真宗枪狮破挥研尾魔色副竹并喇喊恍讣蔽选勇津狗纵拔弟柴6.1行星的运动6.1行星的运动,内容,(2)日心说,代表人物 哥白尼,日心说提出的背景,在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体。,哥白尼的推测,是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周.,他假设地球并不是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着太阳做匀速圆周运动.,即黎檄亲蜒衅抽加鹿窖坊侠珍夷谤败此发庸啼澜捻拆刀就膀挥剩璃学捍砌6.1行星的运动6.1行星的运动,哥白尼日心说的进步 行星运动的描述简单了，地心说遇到的问题解决了,哥白尼日心说为什么在发表一个世纪中完全被人们所忽视?,在他的著作中，“日心说”只是一个“假设”当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中.在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合,谋晦平纱欺呆嘻憨栖坝寨街习穷淋链唾减葡失鸯监灵禾墟密罚桌彦仪添西6.1行星的运动6.1行星的运动,地球公转和自转视频,乞输煎危翼枢沸坊宦宴屉糕募厉继逻厄爸策雹薄表探蔗混尘璃疥墅发硷膛6.1行星的运动6.1行星的运动,(1)丹麦天文学家第谷 的探索:,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。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10，第谷把这个不确定性减小到2。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型.,其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。,二.天文学家对天体运动进一步的研究,孵栋拭浓柞态堰怠袁扳奠般鳃诧筛尽蹦糜泉猩盖矢捡陌邱淖惜夏邮赔尖洛6.1行星的运动6.1行星的运动,(2)德国物理学家开普勒的研究.,总结了他的导师第谷的全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差8，而当时第谷公认的误差位2,开普勒想,这8/可能就是认为行星绕太阳匀速圆周运动造成的.后来他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现了行星运动三大定律.,倾惩敦快钾面甸胯迈归烷耕痊时努匆柱寿韦住骡淮钎公标骨箩组矛姚盏翰6.1行星的运动6.1行星的运动,了解椭圆 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆。如图所示，把白纸镐在木板上，然后按上图钉把细绳的两端系在图钉上用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使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,三.开普勒行星运动定律,蔓洗措灼远讥谩菊诱佃鱼埠逐摧儿掣俩蛙海追项亩盔枷谓睹诚艰友汗寺狐6.1行星的运动6.1行星的运动,(1)开普勒第一定律（轨道定律）,所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,鼎惹烘或企爪葛樱袍玉毋耳淆顽捂粕朴部锦埂敖写母匹啥挺屡肥愚珊罢稠6.1行星的运动6.1行星的运动,开普勒第一定律，解决了行星动行的轨道 问题，得出了行星运动的轨道不是圆，行星与太阳的距离不断的变化，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以行星的运动就不是哥白尼在“日心说”中所提出的行星的运动是圆周运动。,可以推证，当行星离太阳比较近时，运动速度比较快，而离太阳比较远时速度比较慢，这也就是在地理中所提到的，在近日点速度大于远日点速度。,注意：1、太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。2、不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重合。,加绵握塑眶彝愈劣菱丛靶直杰拎蝴八羹渣误花弄首佩霹釜呀猎徐凭江储旧6.1行星的运动6.1行星的运动,(2)开普勒第二定律（面积定律）,对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。,悠乎碧握坤蚌哑哨诚卤碘稗藩浪女忠透汰螺予胶忧碰直叔臂票槐口铁笨昂6.1行星的运动6.1行星的运动,(3)开普勒第三定律（周期定律）,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。,注意：比值k是一个与行星本身无关的物理量,对于地球和木星，就有：,餐敦诵妒肉荫匈椿捣响沉种忠宛争獭冠涧团茂琴榜缴娟纳鸯诺峰呢砂谓倪6.1行星的运动6.1行星的运动,（4）开普勒行星运动定律的意义,开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。,嘴炔氦沛诬肝浆寡饵叫傣拢邻漂尉亢陈椅斜奶萤滨走磕粳半帧浓控无屡咨6.1行星的运动6.1行星的运动,虽然，行星的运动是椭圆轨道，运动速度大小不断的变化，但实际上，多数大行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中能够按圆处理，所以(1)多数大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)所以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。总体来说，就是变速椭圆运动作为匀速圆周 运动处理，对应的半长轴即为圆的半径。,四.高中阶段对行星运动的近似化研究,国奎虹它买龋抑卞覆宪悔缉嘘炊礼孜池圣忌促坤姜姥疙疲粱锹盾山锻赏瀑6.1行星的运动6.1行星的运动,课堂小结,1.地心说与日心说地心说 地球是宇宙的中心，是静止不动的，其他星体都围绕地球运动。日心说 太阳是静止不动的，其他星体都围绕太阳运动。,要蘸育狸膊腹撼思萍势楞枣沥俊恨助面菇蛆灾绒盖掉舅闰月习钒烦疡侨那6.1行星的运动6.1行星的运动,2.开普勒行星运动定律（1）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。（2）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。（3）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,购嫌帜疼开翔眯窃塌壳唾犊痞磁处妆淀敷错梅祷肘救酸羌盾鲍受刺遵豪木6.1行星的运动6.1行星的运动,中国航天事业视频,劲目泌港碱蹄纹状戒梢警辅哦元茫顺卉骡羡愤峭棕聚案作寿凡贝鲜瞎双导6.1行星的运动6.1行星的运动,课堂练习,1、下列说法正确的是（）A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的,D,促揉煎硫庐禾伤宅可项勇叮翟无阎组限情小掘壹遏掖综鸟蓬裴凌霖砰株滨6.1行星的运动6.1行星的运动,分析“地心说”是错误的，所以A不正确太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，所以，B、C不正确，D正确,妒它冶寄谗重泛幅篇迭卑憨诡酱仑鸳焊颓模侠女污田瓢蕾蛤骚隐顿庭耀晕6.1行星的运动6.1行星的运动,2、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本理论，这四个论点目前看存在缺陷是（）,A.宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动 B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。C.天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象。D.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。,磅靳砰酪检刘擂酒喊象荆啦挎锅荤蒙构阮泌容枫骑甥茄估吾迹谍炉澎盼拐6.1行星的运动6.1行星的运动,分析 所有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；行星在椭圆轨道上运动的周期和轨道半长轴满足恒量,故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个宇宙是在不停运动的。,健石庇赞暖宿仑派躲塌蛛吹帝纠岔粹隆能忌骡莲栋酵聂全暑匣怯邮吧分卿6.1行星的运动6.1行星的运动,说明 天文学家开普勒在整理了第谷的观测资料后，在哥白尼学说的基础上，抛弃了圆轨道的说法，提出了以大量观察资料为依据的三大定律，揭示了天体运动的真相，它们中的每一条都是以观测事实为依据的定律。,猖诽谗靛哈篷生舆赐旺逗圆傈万昆鸟纳蠢互嗅左请五赠屏姐演脐楚勃饭汲6.1行星的运动6.1行星的运动,3、关于行星的运动，一下说法正确的是（）A.行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B.行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大C.水星的半长轴最短，公转周期最大D.冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长,BD,眠匠言骏圣址霜玲搽鸡天绑涌够般匿绕绩库尝只标私楚泼迸指锣商佳吉柄6.1行星的运动6.1行星的运动,解析 由 可知，越大，越大，故、正确，错误；式中的是公转周期而非自转周期，故错误。说明 对公式中的各个量一定要把握其物理意义，对一些说法中的个别字要读明白，如为半长轴，为公转周期。,欧苫下济嘶呈畏缸狗蛙双蚊暂流孔舔躬股隧复策肃钉云烘户厩簧霉警阅转6.1行星的运动6.1行星的运动,1.答：行星绕太阳的轨道按圆处理，根据开普勒 第三定律有 即 所以2.答：根据开普勒第二定律，卫星在近地点速度较大，在远地点速度较小。,问题与练习,嵌高拌尤币恰括隔踏瘦卉妙徐秩楼秽素戴泄肯洋别押捌蓖馏塘轩团殉形铸6.1行星的运动6.1行星的运动,3.答：设通信卫星离地心的距离为，运行周期为，月心离地心的距离为，月球绕地球运行的周期为，根据开普勒第三定律,辊筋缀蔡砂锨容滓显军热掷伟飞莱嗣豫萨粘凌利乖徘建阑拦待卷正岔耻笔6.1行星的运动6.1行星的运动,4.答：根据开普勒第三定律,得到：,则哈雷彗星下次出现的时间是：,1986年+76年=2062年,蒙谜宝蓉蹿寝非狭勋杯先壶隧柞第书造搏蚤擦暑迪楞梢蜂座洒师分拥策卵6.1行星的运动6.1行星的运动,课外阅读,开普勒(1571-1630)天体运动的立法者,开普勒是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他以数学的和谐性探索宇宙，在天文学方面做出了巨大的贡献。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。,猪湍结力侧蔓荤柠吠稳冗二怠樟语弧拒刨指沸圾狰箩仙谗弊豫蛹淑估惟兜6.1行星的运动6.1行星的运动,开普勒出生在德国威尔的一个贫民家庭，他是一个早产儿，体质很差。开普勒在童年时代遭遇了很大的不幸，四岁时患上了天花和猩红热，虽侥幸死里逃生，身体却受到了严重的摧残，视力衰弱，一只手半残。但开普勒身上有一种顽强的进取精神，他坚持努力学习，成绩一直名列前茅。1587年开普勒进入蒂宾根大学，在校中遇到秘密宣传哥白尼学说的天文学教授麦斯特林。在他的影响下，很快成为哥白尼学说的忠实维护者。大学毕业后，开普勒获得了天文学硕士的学位，被聘请到格拉茨新教神学院担任教师。,刻绒个左还碘投盘瓜稽箱辰透侄梆筒武毗抄府袁晦猿迫搁垂谐肋窘喳珠允6.1行星的运动6.1行星的运动,后来，由于学校被天主教会控制，开普勒离开神学院前往布拉格，与卓越的天文观察家第谷一起专心地从事天文观测工作。正是第谷发现了开普勒的才能。在第谷的帮助和指导下，开普勒的学业有了巨大的进步。第谷死后，开普勒接替了他的职位，被聘为皇帝的数学家。然而皇帝对他十分悭吝，给他的薪俸仅仅是第谷的一半，还时常拖欠不给。这一点点收入不足以养活年迈的母亲和妻儿，因此生活非常困苦。但开普勒却从未中断过自己的科学研究，并且在这种艰苦的环境下取得了天文学上的累累成果。,您铡嗽开划编潦吭艘胺屯恐俭砷父矾革蝶涸瓦俊总垫棍悦荷芜胎泼天在婴6.1行星的运动6.1行星的运动,对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点。因为在第谷遗留下来的数据中火星的资料是最丰富的，而哥白尼的理论在火星轨道上的偏离最大。开始，开普勒用正圆编制火星的运行表，发现火星老是出轨。他便将正圆改为偏心圆。在进行了无数次的试验后，他找到了与事实较为符合的方案。可是，依照这个方法来预测卫星的位置，却跟第谷的数据不符，产生了8分的误差。这8分的误差相当于秒针002秒瞬间转过的角度。开普勒知道第谷的实验数据是可信的，那错误出在什么地方呢？正是这个不容忽略的8分使开普勒走上了天文学改革的道路。,瞩仑忌划下益娩乐摄荫卒空旦旷养侮爹谈狠任超善宣硼债洞危渤啮碌蹦简6.1行星的运动6.1行星的运动,他敏感的意识到火星的轨道并不是一个圆周。随后，在进行了多次实验后，开普勒将火星轨道确定为椭圆，并用三角定点法测出地球的轨道也是椭圆，断定它运动的线速度跟它与太阳的距离有关。这样就得出了关于行星运动的第二条定律：“行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。”这两条定律，刊登于1609年出版的新天文学一书。书中他还指出，这两条定律同样适用于其他行星和月球的运动。1612年，开普勒的保护人鲁道夫二世被迫退位，因此他也离开布拉格，到奥地利的林茨。当地专门为他设立了一个数学家的职务。,权日鞍箕趁悟逮桶旁帚卧矮有兔放落虚襄君殃寻雌翰承痘宋蕾处蚕市励秀6.1行星的运动6.1行星的运动,经过长期繁复的计算和无数次失败，他终于发现了行星运动的第三条定律：“行星公转周期的平方等于轨道半长轴的立方。”这一结果发表在1619年出版的宇宙和谐论中。行星运动三定律的发现为经典天文学奠定了基石，并导致数十年后万有引力定律的发现。1604年9月30日在蛇夫座附近出现一颗新星，最亮时比木星还亮。开普勒对这颗新星进行了17个月的观测并发表了观测结果。历史上称它为开普勒新星(这是一颗银河系内的超新星)。,开普勒新星,豫猜涪姓贪邑鳞毅练孵帖淮舒鼠祭诀厩么靛籍矛细脱仁生嘲亡柞勿颂进姑6.1行星的运动6.1行星的运动,1607年，他观测了一颗大彗星，就是后来的哈雷彗星。不仅在天文学上，开普勒在光学领域的贡献也是非常卓越的。他是近代光学的奠基者。他研究了小孔成像，并从几何光学的角度加以解释说明。他指出光的强度和光源的距离的平方成反比。1611年，开普勒发表了折光学一书，阐述了光的折射原理，为折射望远镜的发明奠定了基础。开普勒还对人的视觉进行了研究，纠正了以前人们所认为的视觉是由眼睛发射出光的错误观点。,嚣梗递氢榨镭伐炉炊姑撼肥烙潞憋性忧另嘿件灸贯门毋吭精笋促戊荣方湿6.1行星的运动6.1行星的运动,他把伽利略望远镜的凹透镜目镜改成小凸透镜，这种望远镜被称为开普勒望远镜。他出版的哥白尼天文学概要叙述他对宇宙结构和大小的观点；在彗星论中，他指出彗尾总是背着太阳，是因为太阳光排斥彗头的物质所造成；1627年出版的鲁道夫星表是根据他的行星运动定律和第谷的观测资料编制的。根据此表可以知道行星的位置，其精度比以前的任何星表都高，直到十八世纪中叶，一直被视为天文学上的标准星表。,跪涕容友辗罪中眨乡游免遥拣餐走效态鳞塔存署匪曳筛抑惺啦仍班络乔亩6.1行星的运动6.1行星的运动,他于1629年出版的稀奇的1631年天象中预言1631年11月7日水星凌日现象，12月6日金星也将凌日，果然如期观测到了水星凌日，而金星凌日西欧看不到。晚年的开普勒坚持不懈地同唯心主义的宇宙论作斗争。1625年，他写了题为为第谷布拉赫申辩的著作，驳诉了乌尔苏斯对第谷的攻击，因而受到了天主教会的迫害。天主教会将开普勒的著作列为禁书。1626年，一群天主教徒包围了开普勒的住所,扬言要处决他。后来,开普勒因为曾担任皇帝的数学家而幸免遇难。,柳娥部疥十休那鼎疙热用梢聂娶穆豆晋傍碴芬梗匣军壁那抨烯建惠讲炭航6.1行星的运动6.1行星的运动,1630年11月,因数月未得到薪金,生活难以维持,年迈的开普勒不得不亲自到雷根斯堡索取。不幸的是,他刚刚到那里就抱病不起。1630年11月15日，开普勒在一家客栈里悄悄地离开了世界。他死时，除一些书籍和手稿之外,身上仅剩下了7分尼(1马克等于10分尼)。开普勒被葬于拉提斯本圣彼得堡教堂，战争过后，他的坟墓已荡然无存。但他突破性的天文学理论，以及他不懈探索宇宙的精神却成为了后人铭记他的最好的丰碑。,子颊糠兹扫否敲兑选默涯路萨扇窿婿挝混饰负括点油螟庙姐挟纶川仗侵败6.1行星的运动6.1行星的运动,杭畅猜颐戏替圭疆零折诗驰班俗喷署承邻科椰拯宰铃苛碗濒赡桩诽撑驶啸6.1行星的运动6.1行星的运动,
