高一物理行星的运动
高一行星运动物理知识点
高一行星运动物理知识点行星运动是天体力学的重要内容之一，它揭示了行星在太阳系中的轨道运动规律以及引力定律的应用。
在高一物理学习中，理解行星运动的物理知识点对于学习天文学和解释地球运动现象有着重要的作用。
本文将介绍高一行星运动中的几个重要物理知识点。
一、行星运动的基本规律1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星轨道运动规律的基本原理。
它包括三个定律：第一定律：行星运动轨道是椭圆形，太阳位于椭圆焦点之一。
第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
第三定律：行星公转周期的平方与距离太阳平均距离的立方成正比。
这些定律揭示了行星运动的稳定性和规律性，对于研究太阳系的组成和演化有着重要的指导作用。
2. 牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律是解释行星运动的物理原理。
根据该定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
对于太阳系中的行星，太阳是其中最大的物体，行星围绕太阳运动时受到太阳的引力作用。
这种引力可以解释行星轨道的形状和行星运动的速度变化。
二、行星运动的关键量和公式1. 飞行速度行星围绕太阳运动时，它的速度并不是恒定不变的，而是随距离太阳的距离变化而变化。
通过引力定律和运动定律，可以推导出行星飞行速度与离太阳距离的关系：v = √(GM / r)其中，v为行星飞行速度，G为万有引力常数，M为太阳的质量，r为行星与太阳之间的距离。
2. 行星轨道的周期根据开普勒第三定律，行星公转周期的平方与行星与太阳的平均距离的立方成正比。
可以用以下公式表示：T^2 = (4π^2 / GM) * r^3其中，T为行星公转周期，G为万有引力常数，M为太阳的质量，r为行星与太阳的平均距离。
三、应用案例1. 地球公转和地球自转地球绕太阳公转的周期是365.24天，而地球自转的周期是24小时。
这两个周期的不同导致了我们所熟悉的四季变化和昼夜交替。
通过了解行星运动的物理知识，我们可以更好地理解这些自然现象的原因。
物理高一必修二天体知识点
物理高一必修二天体知识点物理高一必修二天体知识点主要包括有关天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。
以下将对这些知识点进行详细介绍。
一、基本概念1. 天体：指存在于宇宙中的各种天体，如恒星、行星、卫星等。
2. 星系：由大量星体组成的天体系统，如银河系、仙女座星系等。
3. 宇宙：包括了所有存在的空间、时间和能量。
宇宙是无限的。
二、行星运动1. 行星运动：行星绕太阳运动的轨迹被称为椭圆轨道。
这种运动被称为行星公转。
2. 椭圆轨道：椭圆轨道由近日点和远日点组成。
近日点是离太阳最近的点，远日点是离太阳最远的点。
3. 开普勒三定律：开普勒通过实验和观察总结出了行星运动的三个定律：- 第一定律：行星运动轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
- 第二定律：相同时间内，行星在椭圆轨道上扫过的面积相等。
- 第三定律：行星公转周期的平方与平均距离的立方成正比。
三、引力定律1. 引力：物体之间的吸引力称为引力。
引力是一种万有力，适用于所有物体之间的相互作用。
2. 引力定律：牛顿通过实验得出了引力定律，即任何两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
3. 地球上的重力：地球对物体的吸引力即为重力，重力的大小取决于物体的质量和离地球的距离。
四、天体的性质1. 恒星：恒星是由巨大的氢气球体中心核聚变产生的能量而发光的天体。
恒星通过核融合反应将氢转变为氦，并释放大量能量。
2. 卫星：绕行行星或恒星的天体称为卫星。
例如，地球的卫星是月球。
3. 小行星：太阳系中绕太阳运行，没有清理出来的一些天体，它们的体积较小，不具备行星特征。
它们主要存在于小行星带中。
总结：物理高一必修二天体知识点主要包括天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。
掌握这些知识对于理解宇宙的奥秘和天体运动有着重要的意义。
通过学习天体知识，我们可以更好地理解地球的运动、星体的特性以及宇宙的起源和演化。
7.1行星的运动 课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
公元二世纪 1543
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
1546
第谷 出生
牛顿 万有引力定律
1600
开普勒 任第谷助手
开普勒 第一定律 第二定律
开普勒 第三定律
1609 1619
3
PART 03
第三部分
课堂练习
练习1 练习2 练习3
课堂练习1
• 1 假设某飞船沿半径为R的圆周绕地球运行，其周期为T，地球半 径为R0.该飞船要返回地面时，可在轨道上A点将速率降到适当数值，从 而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B点相切，如 图所示．求该飞船由A点运动到B点所需的时间．
1 222 000
2 575 1.35×1023 惠更斯 1655
A．土卫五的公转周期较小 B．土卫六的转动角速度较大 C．土卫六的向心加速度小 D．土卫五的公转速度较大来自堂练习2• 【答案】ACD
【解析】根据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的平
方的比值相等，r 越小，T 也越小，故 A 正确；土卫六的周期较大，则
由 ω＝2Tπ，得土卫六的角速度较小，故 B 错误；根据匀速圆周运动向心
加速度公式
a＝
ω2r＝
2π
T
2r
及开普勒第三定律Tr32＝k，得
a＝
4π2 T2 r
＝
4π2·Tr32·r12＝4π2·k·r12，可知轨道半径大的向心加速度小，故 C 正确；由于
v＝2Tπr＝2π Tr32·1r＝2π k·1r，由推理可知，轨道半径小的卫星，其运
PART 02
代表学说及代表人物
地心说 弟谷
日心说 开普勒
主要观点：地球静止不动，是宇宙 的中心，太阳和月亮以及其他行星 绕地球匀速圆周转动。
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思1. 教学目标本次教学的目标是让学生能够：1.理解行星的运动轨迹和规律。
2.掌握行星加速度的计算方法。
3.熟悉行星的运动模拟实验过程，能够正确分析实验数据。
4.了解行星运动与宇宙物理学的关系。
2. 教学重难点教学重点：1.行星的运动轨迹和规律。
2.行星的加速度的计算方法。
教学难点：1.行星运动的三大运动定律如何应用。
2.通过模拟实验计算出行星的加速度值。
3. 教学内容3.1 行星的运动轨迹和规律行星运动的规律是由开普勒三定律给出的，行星按照椭圆轨道绕太阳公转。
具体而言，第一定律是说行星的轨道为椭圆，太阳在椭圆两个焦点中间一个。
第二定律是说，当行星接近太阳的时候，行星的速度会加快，离太阳越远的时候，行星的速度会减慢。
第三定律是说，行星公转的周期的平方与行星到太阳距离的立方成正比。
3.2 行星加速度的计算方法行星的加速度包含两个部分，一是因为行星距离太阳的距离不同，另一个是因为行星速度不同。
因此，可以通过计算太阳引力对行星的作用和行星向心力的大小来计算行星的加速度。
具体而言，行星到太阳的距离为r，行星的轨道速度为v，太阳对行星的引力大小为F，那么行星的加速度为$a=\\frac{F}{m}=\\frac{GM}{r^2}$，其中G为万有引力常数，M为太阳质量。
4. 教学步骤4.1 模拟实验通过模拟实验的方式让学生直观感受行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.将学生分成小组，每个小组选出一名组长，负责掌握实验流程和数据采集。
2.教师介绍实验流程，让学生了解实验目的和结果。
3.小组成员们进行数据采集，记录行星的轨迹和速度数据，并进行数据处理和分析。
4.组长将小组实验结果展示给整个班级，让学生互相交流和讨论。
4.2 讲解理论知识基于模拟实验结果，讲解相关理论知识，包括行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.介绍行星运动的三大定律，并让学生理解应用方式。
2.讲解计算行星加速度的方法，强调引力和向心力的作用。
7.1行星的运动-高一物理精品讲义(人教)
第七章 万有引力与宇宙航行第1课 行星的运动课程标准核心素养1.了解地心说与日心说的主要内容.2.理解开普勒定律，知道开普勒第三定律中k 值的大小只与中心天体有关.3.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理． 1、物理观念：开普勒定律。
2、科学思维：椭圆轨道与圆轨道类比分析。
3、科学探究：开普勒对行星的运动数据的分析。
4、科学态度与责任：了解人类对行星动数据的分析。
知识点01 两种对立的学说1．地心说地心说认为 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕 运动． 2．日心说日心说认为 是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动． 【即学即练1】（多选）下列说法中正确的是（ ）A ．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B ．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C ．地球是绕太阳运动的一颗行星D ．日心说和地心说都不完善知识点02 开普勒定律1．开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 ．2．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 ．目标导航知识精讲3．开普勒第三定律：所有行星轨道的 跟它的 的比都相等．其表达式为a 3T 2＝k ，其中a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，比值k 是一个对所有行星 的常量．【即学即练2】北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）A ．夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大B ．从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间C ．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上D ．若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，32a k T=，则地球和火星对应的k 值不同知识点03 行星运动的近似处理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 ． 2．行星绕太阳做 运动．3．所有行星 的三次方跟它的公转周期T 的二次方的 ，即r 3T2＝k .【即学即练3】如图所示，两卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、k E 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。
高一物理《必修2》6.1行星的运动 人教版
日心说
哥白尼雕像（华沙） 哥白尼雕像（华沙）
观点：太阳是静止不动的， 观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 绕太阳做匀速圆周运动。
日心说
哥白尼雕像（加沙） 哥白尼雕像（加沙）
观点：太阳是静止不动的， 观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 绕太阳做匀速圆周运动。
思考
在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？ 在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？
你能不能谈谈这两种学说的主要观点？ 你能不能谈谈这两种学说的主要观点？
日心说
托勒密
日心说
哥白尼
16世纪，波兰天 16世纪 世纪， 文学家哥白尼根据天 文观测的大量资料经 40多年的天文观测 过40多年的天文观测 和潜心研究， 和潜心研究，提出 日心体系” “日心体系”宇宙图 景。
1
学习目标
行星的运动
1.阅读教材， 1.阅读教材，了解人类对行星运动规律的认识 阅读教材 历程 2.通过学习知道开普勒行星运动规律， 2.通过学习知道开普勒行星运动规律， 通过学习知道开普勒行星运动规律 3.对比了解开普勒第三定律中 对比了解开普勒第三定律中k 3.对比了解开普勒第三定律中k的大小只与中 心天体有关
思考
在太阳系八大行星中， 在太阳系八大行星中，海王星离太 最远” 阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最 对吗？ 长，对吗？
Yes， Yes，you are right !
练习 关于行星的运动以下说法正确的 A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长 行星轨道的半长轴越长， B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长 行星轨道的半长轴越长， C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长 水星轨道的半长轴最短， D．海王星离太阳“最远”，公转周期就最长 海王星离太阳“最远”
高中物理必修2 6.1 行星的运动 课件
a C.vb = vb b
答案：C
a B.vb = va b
b D.vb = va a
小结
一、地心说与日心说
地球是中心→太阳是中心 宇宙无限 地球是中心 太阳是中心→宇宙无限 太阳是中心 （科学精神推动了认识发展） 科学精神推动了认识发展）
二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆 、轨道定律： 2、面积定律 、 3、周期定律： R 3/ T2 =k 、周期定律： 是一个只与中心天体质量有关的物理量） （K是一个只与中心天体质量有关的物理量） 是一个只与中心天体质量有关的物理量
开普勒（德国） 开普勒（德国）
三.开普勒行星运动定律 开普勒行星运动定律 ①所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆， 阳处在所有椭圆的一个焦点上．（轨道定律） 阳处在所有椭圆的一个焦点上． 轨道定律）
看P32想一想 半 短 轴 图钉
b o
图钉
a
②对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等 对任意一个行星来说， 的时间内扫过相等的面积． 面积定律） 的时间内扫过相等的面积．（面积定律）
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢． 离太阳近时速度快，离Fra bibliotek阳远时速度慢．
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． 周期定律） 的二次方的比值都相等．（周期定律）
地球 F1 F2 a
a =k 2 T
3
实际上行星绕太阳的运动很 接近圆，在中学阶段， 接近圆，在中学阶段，可近似 看成圆来处理问题， 看成圆来处理问题，那么开普 勒三定律的形式又如何？ 勒三定律的形式又如何？
波兰） 哥 白 尼(波兰）
高一物理《行星的运动》课件
总结词
牛顿万有引力定律解释了行星之间的相互作用力，是理解天体运动的关键。
详细描述
牛顿万有引力定律指出任何两个物体都相互吸引，引力的大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。这个定律不仅适用于行星和太阳之间的相互作用，也适用于其他天体之间的相互作用。
总结词
行星轨道的数学描述提供了精确预测行星位置和运动轨迹的方法。
行星运动定律
行星绕太阳运动的规律可以用开普勒三定律来描述，即椭圆轨道定律、面积定律和周期定律。这些定律是理解行星运动的基础。
行星运动的规律
开普勒三定律揭示了行星绕太阳运动的规律，是理解行星运动的基础。
总结词
开普勒第一定律，也称椭圆定律，指出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于其中一个焦点。开普勒第二定律，也称面积定律，指出在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过的面积相等。开普勒第三定律，也称周期定律，指出行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
对地球科学的影响
行星运动的研究是探索宇宙的重要途径之一，通过研究行星运动，可以了解太阳系的起源、演化以及宇宙的尺度等。
探索宇宙的途径
行星轨道
行星绕太阳运动的路径称为轨道，通常呈椭圆形。轨道的特性参数包括偏心率、倾角、近地点和远地点等。
天体坐标系
为了描述行星和其他天体的位置和运动，需要建立天体坐标系，如赤道坐标系、黄道坐标系等。
详细描述
行星轨道的数学描述通常使用椭圆方程、抛物线方程、双曲线方程等几何学和解析几何学的知识。通过这些方程，我们可以精确地计算出任意时刻行星的位置、速度和加速度等物理量。此外，这些方程还可以用来研究行星之间的相互作用力和动力学系统等问题。
行星运动的物理原理
牛顿第二定律
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托勒密
地球是宇宙 的中心，是 静止不动的 描述天体的 运动遇到了 困难
16世纪，波 兰天文学家 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 体系”宇宙
哥白尼 的《天体 运行论》 及其使用 过的观测、 计算仪器 复制品
这是哥白 尼根据观 测绘制的 月球表面
哥白 尼的 日心 说
哥白 尼的 铜像
伽利略 在讲解 他的观 测发现
伽利略 的实验 仪器和 实验记 录笔记
伽利略 的纪念 碑
第谷（1546—1601）丹麦天文学家
开普勒提出 三大定律
开普勒第一定律：
所有行星绕太阳的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。
太阳
●
焦点
焦点
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相等的面积。
近处速 度快
远处速 度慢
开普勒第三定律：
所有行星的椭圆轨道的半长轴 的三次方跟它的公转周期的二次 方的比值都相等。
表达式： = k 2 T
3 a
长轴 短 轴
注意： （1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫 星，只不过此时比值 k 是由行星质量所决定 的另一恒量． （2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以 认为行星是做匀速圆周运动． （3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而 总结归纳出来的规律，它们 每一条都是经验 定律 ，都是从观察行星运动所取得的资料中 总结出来的．
课堂训练 1、哈雷彗星最近出现的时间是 1986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每 隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地 球是哪一年？ 提供数据：
（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则 是一个非常扁的椭圆； （2）彗星轨道的半长轴R1约为R的圆周绕 地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地 面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低 到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点 的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B 点相切，如图所示，如果 地球半径为r，求飞船由 A点到B点所需的时间。
以整治四哥壹番，但碍于太子出席了婚宴，太子没有发话，各位兄弟也都不敢造次，即使暗地里磨拳头擦掌，但表面上仍然按部就班地你 来我往喝着喜酒。宴过三巡、菜过五味，太子爷喝完五弟、八弟、九弟的轮番敬酒，好不容易歇了口气，十弟、十二弟又来了。太子实在 是招架不住：“今天是四弟的喜酒，又不是本王的酒，各位弟弟们怎么都搞错了？”说着，他转回身来，意欲让四弟替他代酒，结果壹看， 新郎居然不在座位上，放眼望去，也不在宴客大厅里，这四弟去了哪儿了？“四弟呢？今天他是主角，怎么这么半天不见了人影？”太子 爷诧异而又玩味地问着坐在他右手的三阿哥。“不会是四哥心急，趁着兄弟们喝酒，先会新娘子去了吧？” 十四阿哥壹脸不以为然的神情。 因为与四哥是同父同母的亲兄弟，十四阿哥平日里说起话来从来都是无所顾忌，此时也壹如往常，脱口而出，虽然这个回答不过是他的胡 乱猜疑而已。“就你满嘴胡嘞，四哥是什么人？美色当前，眼都不眨壹下，怎么可能这么点儿时间都等不及？”十三阿哥自幼与四哥交好， 此时四哥不在，遭太子爷的查岗，又逢十四弟不负责任地乱说壹气，自是要挺身而出、尽力维护。“我看十四弟说得也有道理，否则四弟 怎么会这么半天还不见人影？若是更衣，这时间也太长了吧。”三阿哥不露声色地插了壹句，既是回答了前面太子爷的问题，又表明了是 赞同十四弟的猜测。“这向皇阿玛亲请的侧福晋就是不壹样啊！早知如此，赶明儿，我也向皇阿玛去求个小福晋回来。”“九弟，你那壹 堆小福晋哪个不是你自己弄进府里的？难不成还是别人硬塞给你的？”“那也不是皇阿玛亲赐的啊！”……此时的四阿哥，正在离宴席不 远的清晖阁旁，独自失神地面对着壹湖月色涟漪。多少天了，自从接到赐婚圣旨的那壹天起，他那无以倾诉的悲伤就像壹座大山，重重地 压在他的心头，日复壹日，他根本不知道，这么多个日日夜夜，是如何度过来的。今天，那铺天盖地的红锦、红缎、红绸、红幕……，无 时不刻地刺入他的双眼，这漫天的红色，就是他心头滴出的泪血！可是，他还有那么多的宾客要应对，他还要表不改色地做好他的雍亲王 爷。此时此刻，唯有强压下心中的悲愤，向着东南方向，郑重地发下誓言：“盈儿，这壹切本应该都是你的，今日是爷负了你，来日，爷 壹定无数倍地报偿，爷，说话算话……”“爷，太子爷正找您呢，各位爷见不到您，都乱了套啦！”说话的是王爷的贴身奴才――秦顺儿。 壹听此言，他才猛然间发觉，自己出来的时间太长了。刚刚在宴席上，心情压抑得喘不上气来，就借更衣的机会，到这里来排遣，没想到， 心绪飘得这么远，时间过得这么快。“哟，四弟这是去了哪里？”太子爷眼见着四弟重新坐回宴
第六章 万有引力与航天
第1节 行星的运动
阅读课本P29-30，参考30-32 的资料，自学或合作完成下列问 题
地心说的代表人物是谁？基本观点 是什么？ 日心说的代表人物是谁？基本观点 是什么？
一、历史上的地心说和日心说
地心说
代表人 物
基本论 点 缺点
日心说
哥白尼
宇宙的中心是 太阳 太阳不是宇宙的 中心，行星绕太 阳的运动轨道不 是圆
实际上行星绕太阳的运动很接近圆， 在中学阶段，可近似看成圆来处理 问题，那么开普勒三定律的形式又 如何？
1、多数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、所有行星轨道半径的三次方跟它的公 转周期的二次方的比值都相等。
R
B
R0
A
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