第3讲：环绕星体绕中心天体运动 新版
2023教科版必修二第3章第1节《天体运动》ppt
序言
下载提示：该PPT课件是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解 决实际问题。PPT课件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!
本编为大家提供各种类型的PPT课件，如数学课件、语文课件、英语课件、地理课件、 历史课件、政治课件、化学课件、物理课件等等，想了解不同课件格式和写法，敬请下载!
度大于它在远日点的速度
解析：选 BD.由于行星与太阳的连线在相等的时 间内扫过的面积相等，所以相等时间里通过的曲 线长度不同，线速度和角速度都不相同．
课堂互动讲练
对开普勒行星运动定律的理解
例1 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的 是( ) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心 处 C．离太阳越近的行星的运动周期越长 D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等 【思路点拨】 太阳系中行星运动的轨道、速率 及周期遵循开普勒三定律．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 关于开普勒第二定律，正确的理解是( ) A．行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动 B．行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动 C．行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近 日点处的线速度小于它在远日点处的线速度
D．行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相
等的时间内扫过的面积相等，故它在近日点的速
2．从速度大小认识 行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减 小．近日点速度最大，远日点速度最小．第二定 律又叫面积定律，如图3－1－2所示.图
3－1－2
3.
对Ta32＝k 的认识
图 3－1－3
第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间
的依赖关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公
教科版高中物理必修二3.1《天体运动》课件.ppt
1．能简要地说出日心说、地心说的两种不同观点． 2．知道开普勒对行星运动描述的三定律． 3．体会科学家在宣传和追求科学真理时所表现的坚
定信念和献身精神
一、古代关于天体运动的两种学说
内容
局限性
地 心 说
地球 是宇宙的中心， 都把天体的运
而且是静止不动地的球 ， 动看得很神圣，
太阳、月亮以及其他 认为天体的运
行太星阳 都绕
运动 匀动速必圆然周是最完
美、最和谐的
日 心 说
太是阳宇宙的中心，
运
且是静止不动的，地 动，而和丹麦
球和其他行星都绕 天文学家第谷
运动
的观测数据不
思考 1.“日心说”最终战胜了“地心说”是否说 明“日心说”就是十分完善的？
提示 “日心说”虽然最终战胜了“地心说”，但 它由于当时人们认知水平的局限性，一些观点也是 不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是 匀速圆周运动而是变速曲线运动．
二、开普勒行星运动定律
定律
开普勒 第一定
律
内容 所有行星 椭圆绕太阳 运动椭的圆轨道都焦点 是 ，太阳处 在 的一个
上
公式或图示
定律
开普勒 第二定
律
内容 从相等太的阳时到间行星的 连线相等在的时间
内扫 过
.
公式或图示
定律
内容
公式或图示
行星 的轨道的
公式：
a3 T2
＝k，k是一
开普勒 半长轴 的三次方跟 个与行星无关 的常量
星体无关，也就是说只有围绕同一中心天体运转的行星
或卫星，k值才相同，
Байду номын сангаас
a3 T2
＝k才成立；对于绕不同的中心
天体运动课件ppt
未来的天体运动研究将更加注重数值模拟和理论分析，以更好地理解天体的运动规律和演化过程。
随着观测技术的不断进步，对天体的观测数据将更加精确和全面，有助于我们发现更多未知的天体现象。
天体运动研究将更加注重与其他学科的交叉融合，如物理学、化学、生物学等，以更全面地揭示宇宙的奥秘。
感谢观看
THANKS
02
天体运动的物理原理
总结词
描述任意两个质点之间相互吸引的力，与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。
详细描述
万有引力定律是牛顿发现的自然规律，它指出任意两个质点之间都存在相互吸引的力，这个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。这个定律是解释天体运动规律的基础。
总结词
宇宙的演化
06
天体运动的未来探索
未来的探测任务将更加注重寻找生命的迹象，如氨基酸、核酸等有机分子，以及可能存在的微生物化石等。
通过对外太空生命的探测和研究，我们可以更深入地了解地球生命的起源和演化，以及宇宙中生命存在的可能性。
随着天体生学的发展，越来越多的天体被认为可能存在生命，如火星、木卫二和土卫六等。
银河系的结构
银河系是一个包含数千亿颗恒星的巨大星系，由恒星、星团、星云、星际物质和黑洞等组成。
银河系的自转
银河系是一个旋转的星系，具有一个中心旋转轴，整个星系围绕这个轴进行旋转。
星系的形成始于宇宙大爆炸后，气体和尘埃在引力的作用下聚集，形成了恒星、星团和星云等天体。
星系的形成
随着时间的推移，星系中的恒星、星团和星云等天体在不断地演化，形成了各种类型的星系，如旋涡星系、椭圆星系和不规则星系等。
描述行星绕太阳运动的规律，包括轨道定律、面积定律和周期定律。
要点一
高三物理天体环绕知识点
高三物理天体环绕知识点天体环绕是高三物理教学中的一个重要知识点，它是理解天体运动规律的基础。
本文将从行星运动、人工卫星运行和地球公转等角度介绍天体环绕的相关知识。
一、行星运动行星运动是天体环绕的一种形式，它包括行星绕恒星的公转和自转。
行星沿着椭圆轨道围绕恒星运动，这个轨道的形状和行星与恒星之间的引力有关。
根据开普勒定律，行星的轨道是个椭圆，恒星在椭圆的一个焦点上。
行星绕恒星的运动速度是不均匀的，这是由于行星与恒星之间的距离在运动中发生变化导致的。
行星的自转是指行星绕自身的轴线旋转，造成昼夜交替的现象。
行星的自转轴一般与其公转轴是不重合的，这导致了行星上的不同地区有不同的季节和温度。
二、人工卫星运行人工卫星运行是指人类制造的卫星绕地球或其它行星的运动。
人工卫星可以用来进行通信、导航、天气预报等各种应用。
人工卫星需要具备一定的速度和高度才能保持在轨道上运行。
根据轨道的高度不同，人工卫星可以分为低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）和高地球轨道（GEO）。
不同的轨道高度对应着不同的卫星应用和性能要求。
人工卫星的运行速度和轨道高度密切相关。
运行速度越快，轨道高度越高，卫星所绕地球一周所需时间越长。
人工卫星的速度需要与地球引力平衡，以保持稳定的轨道。
同时，为了避免与其他卫星的碰撞，卫星的运行轨道需要保持一定的间距。
三、地球公转地球的公转是指地球绕太阳运动的现象，它是引起四季交替和年份的变化的主要原因之一。
地球绕太阳公转是一个椭圆轨道运动，是根据开普勒定律进行的。
地球的公转速度是不均匀的，这是由于地球与太阳之间的距离在运动中发生变化导致的。
在地球公转过程中，太阳直射点的位置也会发生变化，从而影响到地球上不同地区的气温和季节。
结语天体环绕是高三物理教学中的一大重点，本文从行星运动、人工卫星运行和地球公转三个角度进行了简要介绍。
对于理解天体运动规律，掌握这些知识点是非常重要的。
希望本文对高三物理学习有所帮助。
高中物理环绕天体运动教案
高中物理环绕天体运动教案课题：环绕天体运动教学目标：1. 理解地球和其他天体的运动规律；2. 掌握描述地球和其他天体运动的基本概念和术语；3. 能够解释日、月、星的运行规律；4. 培养学生对宇宙的好奇心和探索精神。
教学重点和难点：重点：地球和其他天体的运动规律、日、月、星的运行规律。
难点：解释地球和其他天体的运动原理。
教学内容：1. 地球的自转和公转；2. 太阳系中的天体运动规律；3. 日、月、星的移动规律。
教学过程：一、复习上节课内容（地球的自转和公转）二、引入新知识（太阳系中的天体运动规律）1. 通过PPT展示太阳系中各个行星的公转和自转运动，引导学生探讨行星的运动规律。
2. 讲解行星的公转周期和自转周期，并解释为什么行星的运动规律是稳定的。
三、探究日、月、星的移动规律1. 通过实验或观察示范，让学生了解日出、日落的原因。
2. 讨论月相变化和星星在夜空中的移动规律。
四、小结和作业1. 总结地球和其他天体的运动规律，强调天体运动的稳定性和规律性。
2. 布置作业：制作一个关于地球和其他天体运动规律的绘画或PPT，并写一篇关于地球和其他天体运动的小论文。
教学资源：1. PPT课件：太阳系中的天体运动规律；2. 实验器材：模拟地球自转和公转的实验器材；3. 影音资料：夜空中星星的移动影像。
教学反思：通过本节课的教学，学生对地球和其他天体的运动规律有了更深入的了解，激发了学生对宇宙的好奇心和兴趣，为之后的宇宙探索之旅打下了基础。
同时，通过实验和观察，学生能够更加直观地理解天体运动规律，提高了学生对物理知识的理解和应用能力。
天体运动模型图解
天体运动模型图解
表面物体m 所受重力 与万有引力关系： 赤道上： 两极上： 某纬度圈上： 高空h 处：
注：除比较重力与纬度关系外，只提星球表重力时，要认为G=F 万。
写出黄金代换：
第一宇宙速度
=近地卫星环绕速度 =最小发射速度 =最大环绕速度： 环绕v= 环绕Ѡ= 环绕T=
注：中心天体确定，以上是确定值。
Ѡ、T
万有引力作向心力公式：
利用v ： 利用Ѡ： 环绕星体的环绕公式： 环绕v= 环绕Ѡ= 2
3
综合
1、理解开三定律 R 3/T 2= 条件：
2、中心天体的密度公式与体积公式：
3、利用黄金代换式涉及到中心天体的g ，还有什么方法可求或测g ：
6
1。
环绕天体运动知识点总结
环绕天体运动知识点总结一、天体运动的基本概念天体运动是指天体在宇宙中的运动情况，它包括了天体围绕其他天体的公转以及自身的自转等运动。
天体的运动规律是宇宙力学的基础，也是研究宇宙结构和演化过程的重要一环。
在天文学中，我们通常会涉及到地球、太阳系中的行星、卫星、流星等天体的运动，而这些天体的运动规律有一些共性，也有一些特殊之处。
天体运动的基本概念主要包括以下几个方面：1. 天体的公转：天体围绕其他天体运动的过程称为公转。
比如地球绕太阳的公转、月球绕地球的公转等。
2. 天体的自转：天体自身绕自身中心旋转的运动称为自转。
比如地球的自转、木星的自转等。
3. 坐标系和运动方向：在研究天体运动时，我们通常会用赤道坐标系、黄道坐标系等坐标系来描述天体的运动，根据天体运动方向的不同，我们可以分类为顺行运动和逆行运动。
以上是天体运动的基本概念，了解这些概念可以让我们更好地理解天体运动的规律，进一步探究宇宙中的奥秘。
二、天体运动的运动规律天体的运动规律是由万有引力定律和牛顿运动定律等物理定律所决定的，下面我们将分别从公转和自转两个方面来探讨天体运动的规律。
1. 天体的公转运动：天体的公转运动是指天体围绕其他天体运动的过程，它遵循开普勒三定律和牛顿万有引力定律等规律。
(1) 开普勒三定律：- 第一定律：行星绕太阳公转的轨道是一个椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上。
- 第二定律：行星在其轨道上的运动速度是不断变化的，当它离太阳越远，速度越慢；当它离太阳越近，速度越快。
- 第三定律：行星绕太阳公转的周期的平方与平均轨道半长轴的立方成正比。
(2) 牛顿万有引力定律：牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中提出的引力定律也适用于天体的公转运动。
根据牛顿万有引力定律，两个质点之间的引力与它们的质量和距离的平方成反比，方向沿着它们之间的连线。
2. 天体的自转运动：天体的自转运动是指天体自身绕自身中心旋转的运动。
在地球、火星等有大气的行星上，由于大气层的阻碍，自转的结果会受到大气层的阻力，因此自转运动规律比较复杂。
教科版物理必修二第三章 天体运动(共35张PPT)
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、
神秘的、原始的见解，上升到近代的、比 较客观合理的观点。
哥 白 尼(波兰）
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
2.对于某一行星来说，它绕太阳 做圆周运动的角速度（或线速度） 不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次 方跟公转周期的二次方的比 值都相等 即R³/T²=k
我曾测量天空，现在测量幽冥。 灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
补充：椭圆
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1和F 2 为焦点 F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴 OA=OB-----半长轴
二 、开普勒定律
第一定律：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
说明： 1.不同的行星，轨道 不同，半长轴不同。 2.对不同的行星，太 阳总在他们的焦点上。
a3 T2
k
B
半 短 轴
半长轴a
b
太阳
C
行星
A
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s²）
水星ห้องสมุดไป่ตู้
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
制作人：张光明
把环绕星体看成质点，这样轨道半径就是 环绕星体到中心天体的距离。
·
• m M
万有引力提供向心力
GMm v2 m 2 r r
GM v 2 2 r r
GM v2 r
GM v r
这就是环绕星体绕中心天体线速度的 公式，一定要记住哟！
如图：四个质量不同的卫星绕同一中心天 体做圆周运动，速率相等吗？
·
r M
· m
万有引力提供向心力：
GMm 2π 2 m( ) r 2 r T
GM 4π r 2 2 r T
2
4π 2 r 3 GM 2 T
r 3 GM 2 T 4 2
这个式子很重要， 一定要记住哟！
r3 问：开三定律 2 定量 中的定量是什么？ T 答： 3 r 定量 2 T
环绕星体绕中心天体的四大公式
·
M
GM v r
GM ω r3
r 3 GM 2 T 4 2
GM a 2 r
记一记
记一记
如图：两个卫星分别在不同的轨道上绕地 球做匀速圆周运动。 则：v1 ____ v2 a1 ____ a2 ω1____ ω2 T1 ___ T2
2 1 地球
答：相等。 · m 因为匀速圆周运动中，向心加速度=万有引 力产生的加速度。 GM a 由 2 知：a与环绕星体的质量无关，所以
3
a1 a2 a3 a4
r
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动， 问：低轨道的向心加速度大些还是小些？
低轨道加速度大些
·
答：大些。因为匀速圆周运动中，向心加 速度=万有引力产生的加速度。
GM 由a 2 r
知：a与r2成反比
如图：环绕星体绕中心天体做匀速圆周运动 求：角速度
·
r
·
万有引力提供向心力
GMm 2 m ω r 2 r
GM ω r3
GM 2 ω r 2 r
GM ω r
2 3
这就是环绕星体的角速度公式
问：四个质量不同的卫星绕同一中心天体 做圆周运动，角速度ω 相等吗？
· M
合力就是万有引力，由“牛二”得
F ma
GMm ma 2 r
GM a 2 r
这是万有引力产生的加速度。
记住：在匀速圆周中，万有引力产生的加 速度等于向心加速度。
如图：四个质量不同的卫星绕同一中心天体 做圆周运动， 问：向心加速度的大小相等吗？
·
m4 · • m1
· m2
m4
·
·
m1
·M
· m 3
· m2
答：相等，一定相等。
GM 因为 v 中不含有环绕星体的质量 r
问：环绕星体绕中心天体做圆周运动，低 轨道的线速度大些还是小些？
低轨道线速度大些
·
答：大些。
GM 由v 知：半径小，线速度大。 r
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动， 轨道1的半径是轨道2半径的一半。 问：线速度之比是多少？
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动， 问：低轨道周期大些还是小些？
低轨道周期小些
·
答：小些。
r 3 GM 由 2 2 知：半径小，周期小。 T 4
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动 已知：轨道1的半径是轨道2半径的一半 求：周期之比？
·
1
2
r 3 GM 默写公式： 2 2 T 4
GM 由a 2 知：半径小，加速度大。 r
如图：环绕星体绕中心天体做匀速圆周运 动，轨道1的半径是轨道2半径的一半。 问：向心加速度之比是多少？
·
1
2
因为做匀速圆周运动，所以向心加速度=万 有引力产生的加速度
·
因为半径之比是1:2； 所以半径平方之比1:4； 所以加速度之比是4:1。
GM v r
v1 v2
a1 a2
GM a 2 r
ω GM r3
1 2
T1 T2
r 3 GM 2 T 4 2
小结：只有周期T与半径r成正向关系； v、a、ω与r成反向关系。
规律一：四个物理量v、 a 、T、 ω 都与环 绕星体的质量无关。 规律二：只有周期T与r成正向关系，即：r 小，T小。 规律三：其他三个量v、a、ω都与r成反向 关系。即：r变小，v、a、ω都变大。 规律四：一个量发生改变，其余四个量都 发生改变。
·
1
2
问：轨道1的速度大些还是小些？ 答：大些。因为轨道1是低轨道，半径小。 问：用什么式子分析？
GM v 答： r GM 由v r
半径是1 : 2
倒过来是 2 : 1
知： v 与 r 成反比
开根号 2 :1
r2 v1 2 所以： 2 :1 v2 r1 1
环绕星体绕中心天体做匀速圆周运动
m4 ·
·
m1
·
m3·
同一圆轨道角速度相等，因为 匀速圆周运动只有一个角速度。
·m2
答：相等。
GM 由 ω r3
知：ω与环绕星体的质量m无关，
所以 1 2 3 4
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动， 问：低轨道的角速度大些还是小些？
低轨道角速度大些
·
答：大些
GM 由 ω r3Βιβλιοθήκη 知：半径小，角速度大。
如图：环绕星体绕中心天体做匀速圆周运 动，轨道1的半径是轨道2半径的一半， 问：角速度之比是多少？
·
1
2
GM 第一步：默写公式 ω r3
第二步：根据公式知：ω与r3成反比 因为半径之比 1 : 2 所以半径三次方之比 1 : 8 倒过来 8 : 1 开根号 8 : 1 2 2 : 1 所以ω之比为 2 2 : 1
因为只有一个中心天体，M一样，所以
r 3 GM 2 T 4 2
T r
2
3
因为半径之比为 1 : 2 所以半径三次方之比为1 : 23 1 : 8 所以周期之比 1 : 8 1 : 2 2
如图：环绕星体m绕中心天体M做匀速圆周 运动 求：万有引力产生的加速度a
m
·
r
r 3 GM 2 T 4 2
GM 定量 比较得： 4 2
所以定量只与中心天体的质量M有关，中心 天体不一样，定量不一样。
问：四个质量不同的卫星绕同一中心天体 做圆周运动，周期相等吗？
m4
·
· m2
同一轨道周期一定相等， 与环绕星体的质量无关。
·
m3·
·m1
答：相等。
r 3 GM 根据 2 2 知：因为半径相等，所以周期相等。 T 4