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(共25張PPT)
第七章 萬有引力與宇宙航行
第1節(jié) 行星的運動
1.知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2.明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3.知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4.理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
探究活動一（自學(xué)）：歷史的足跡
　　什么是“地心說”，什么是“日心說”？（請同學(xué)們扮演托勒密和哥白尼角色，并談?wù)勛约旱挠^點。）
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
天圓地方
遠古
140
托勒密
地心說
1543
哥白尼
日心說
1.古人對行星運動的探索
天圓地方
遠古
140
托勒密
地心說
1543
哥白尼
日心說
1546
第谷
出生
天才的觀察家
第谷·布拉赫
建立天文臺，把天體位置測量的誤差由10′ 減少到2′。
第 谷（丹麥）
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
1.古人對行星運動的探索
天圓地方
遠古
140
托勒密
地心說
1543
哥白尼
日心說
1546
第谷
出生
1600
開普勒
任第谷助手
數(shù)學(xué)天才
開普勒（德國）
利用第谷提供的觀測數(shù)據(jù)對行星軌道深入研究。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
第 谷（丹麥）
開普勒（德國）
↓
畢生的精心觀測記錄
↓
8′的誤差
→ ←
行星運動規(guī)律
是勻速圓
周運動
20年潛心研究
↓
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
探究活動二：1.如果地球做勻速圓周運動，那四季的時間應(yīng)該有什么特點？
冬半年快
夏半年慢
90天
88天
93天
94天
2.地球是不是繞太陽做勻速圓周運動？
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
[做一做]：請畫一個橢圓。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
（1）長軸為______、短軸為______、焦點為________，半長軸為_________，半短軸為___________.
（2）如果半長軸與半短軸相等，這個橢圓的形狀會變成___________，焦點的位置將位于_________.
O點
圓形
AB
CD
F1 和F2
OA或OB
OC或OD
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
1.古人對行星運動的探索
天圓地方
遠古
140
托勒密
地心說
1543
哥白尼
日心說
1546
第谷
出生
1600
開普勒
任第谷助手
1609
開普勒
第一定律
第二定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。
R
F
F
地球
（軌道定律）
2、開普勒行星運動定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
例1：關(guān)于開普勒第一定律，下列說法不正確的是( )
A．它的發(fā)現(xiàn)是建立在天文學(xué)家第谷的觀測數(shù)據(jù)之上
B．該定律中的“所有行星”是指除太陽外太陽系的所有天體
C．開普勒假設(shè)天體不是做勻速圓周運動是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一
D．開普勒執(zhí)著于計算和觀測數(shù)據(jù)之間的差別是發(fā)現(xiàn)該定律的原因之一
B
針對訓(xùn)練1
解析：開普勒第一定律中的“所有行星”并不包括太陽系
中行星的衛(wèi)星，例如月球。
第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。
F
F
（面積定律）
2、開普勒行星運動定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
F
F
行星在遠離太陽的過程中速度如何變化？
　近日點速度快，遠日點速度慢．
春
夏
秋
冬
近日點
遠日點
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
針對訓(xùn)練2
例題2：某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個焦點,行星在A點的速率比在B點的大,則太陽位于(　　)
F2 B. A C. F1 D. B
A
B
F1
F2
A
【解析】根據(jù)開普勒第二定律，可知太陽和行星的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積,因為行星在A點的速率比在B點大,所以太陽位于F2點。
行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星
公轉(zhuǎn)周期T 0.241 0.615 1 1.881 11.862 29.457
到太陽距離 a 0.387 0.723 1 1.524 5.203 9.539
計算機運算分析
T∝a1.5→T2∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k
探究活動三：尋找行星繞太陽運動的周期與距離關(guān)系
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
1.古人對行星運動的探索
天圓地方
遠古
140
托勒密
地心說
1543
哥白尼
日心說
1546
第谷
出生
1600
開普勒
任第谷助手
1609
開普勒
第一定律
第二定律
1619
開普勒
第三定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。
a
F
F
地球
表達式：
a3
T2
= k
半長軸
行星繞太陽
公轉(zhuǎn)的周期
(周期定律)
2、開普勒行星運動定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
探究活動四：尋找比值K取決于什么因素？
繞行天體　　 中心天體　　 半長軸（x106km）　　 公轉(zhuǎn)周期（天）　　 k/（m3/s2）　　
水星　　 太陽　　 57.91 87.97
金星　　 108.94 224.71 地球　　 149.60 365 同步衛(wèi)星　　 地球　　 0.0424 1
月球　 0.3844 27.322
k是僅由中心天體決定,與繞行天體無關(guān)，在中心天體相同的系統(tǒng)里k相同。
3.36×1018
1.02×1013
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
八大行星的中心天體都是太陽，K值相同！
例如：
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
例題3：已知兩行星繞太陽運動的半長軸之比為b,則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為________。
針對訓(xùn)練3
小結(jié)
(對照學(xué)習(xí)目標(biāo)談?wù)勀阍诒竟?jié)課的收獲有哪些？）
通過本節(jié)課你從科學(xué)家身上學(xué)習(xí)到了哪些可貴的精神？
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道地心說和日心說的內(nèi)容及爭論的焦點。
2．明確開普勒三大定律,能應(yīng)用三定律分析問題。
3．知道第三定律中的比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
4．理解人們對行星運動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。
1、在太陽系中，有八大行星繞太陽運行，它們繞太陽運行一周所用的時間最短的是 ，最長的是 。
水星
海王星
達標(biāo)自測
2、關(guān)于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是(　　)
A．所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動
B．行星繞太陽運動時太陽位于行星軌道的中心處
C．離太陽越近的行星的運動周期越長
D．所有行星軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等　　
D
達標(biāo)自測
3、如圖所示是行星m繞恒星M運動情況示意圖，下列說法正確的是(　　)
A．速度最大點是A點
B．速度最小點是C點
C．m從A到B做減速運動
D．m從B到A做減速運動　
AC
達標(biāo)自測

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