2016_2017学年高中物理专题6.1行星的运动(讲)(提升版)(含解析)新人教版必修2
人教版 高二物理 必修2 6.1行星的运动 课件(22张PPT)
【注意】1.圆轨道a取值为半径 2.各个星系的k值不同（只与各自的中心天体质量有关）
课堂小结
实际上，行星的轨道与
制的太阳系八颗行星及冥王 圆十分接近，所以在中学阶
星的轨道
段的研究中我们按圆轨道处
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
（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。
周期为 T ，椭圆半长轴为a，
则：
R3
a3
T 2 k T2
而 a R R0 2
A到B的时间为 t T 2
【答案】 t (R R0 )T R R0 4R 2R
总结●测评
规律方法技巧
轨道类型
周期定律 可以处理：
星系类型
椭圆轨道 圆轨道 太阳系 其他有中心天体的星卫星
典题直击
训练 ●巩固
例. 飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运 【解析】飞船和地球组成的
动，其周期为 T，地球半径为R0,如果 星系也可以适用该定律． 飞船要返回地面，可在轨道上的某一 解：设飞船在椭圆轨道上
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，求飞船由 A 点到 B 点 所需的时间。
一、行星运动的两种学说点评 ●提升
托勒密
地 心 说
地球是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕地球做圆周运动。
一、行星运动的两种学说 点评 ●提升
哥白尼
日 心 说
太阳是宇宙的中心,并且静止不动, 一切行星都围绕太阳做圆周运动。
高中物理人教版必修二 6.1行星的运动 (共33张PPT)
定律
的二次方的比值都相等
知识点 3
行星运动的一般处理方法
行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按道十分接近圆，太阳处在_______
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 匀速圆周 运动。 ________ ，即行星做___________
平方 立方 3．所有行星轨道半径的__________ 跟它的公转周期的__________ 的比值都
r3 2＝ k T 相等。表达式：__________。
【基础题组自测】
[判一判]
(1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。( × ) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动。( × ) (3)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 各不相同。( √ )
(4)太阳系中所有行星都绕太阳在同一个平面内运动。( × )
(5)太阳系中越是远离太阳的行星，运行周期就越大。( √ )
[选一选] (多选)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”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷 的是 ( ABC ) A．宇宙的中心是太阳，所有行星都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．天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的 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
第六章 万有引力与航天
1.行星的运动
日出日落，斗转星移，神秘的宇宙 壮丽璀璨……
当我们远古的祖先惊叹星空的玄妙 时，他们就开始试图破译日月星辰 等天文现象的奥秘……到了17世纪 牛顿以他伟大的工作把天空中的现
高一人教版物理必修二课件：《6.1行星的运动》 (共35张PPT)
• C．m从A到B做减速运动
• D．m从B到A做减速运动
• 训练6、有一个名叫谷神的小行星，质量为
m＝1.00×1021 kg，它的轨道半径是地球绕
太阳运动半径的2.77倍，求谷神星绕太阳一
周所需要的时间．
课本“36页：问题与练习”1题
训练7、地球公转轨道半径在天 文学上常用来作为长度单位， 叫做天文单位，用来度量太阳 系内天体与太阳的距离。已知 火星公转的轨道半径是1.5天 文单位，根据开普勒第三定律， 火星公转周期是多少天？
绕地球运转的周期之比为
。
1:2 2
【解析】：
设两人造地球卫星的轨道半径分别为r1、r2，周期 分别为T1、T2，且r1 ：r2 ＝1 ：2，则根据开普勒第 三定律
r1 3 r2 3 T12 T22
所 以
T1 T2
r13 r23
1 23
1 22
中 1.行星绕太阳运动的轨道近似
学 为圆，太阳处于圆心。
r3 T2
k
一、两种学说 （人们对天体运动存在两种对立的看法）
请阅读32页第一、二自然段和33-35页“科学足迹” 思考： 两种学说的基本观点是什么？代表人物有谁？
地 心 说
托勒密
地球是宇宙的中心,并且静止不动,太阳、月亮以 及其它行星围绕地球做圆周运动。
日 心 说
哥白尼
太阳是宇宙的中心,并且静止不动,地球和其它行 星都围绕太阳做圆周运动。
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/222021/11/222021/11/222021/11/22
高一物理人教版必修2课件：6.1 行星的运动 1
开普勒行星运动三定律
开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运 动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律（面积定律）： 对于每一个行星而言，太阳和 行星的连线在相等的时间内扫 过相等的面积。
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。
我们通常将行星的轨道近似为圆，这样合理吗？ 若将行星运动轨道按圆处理，则开普勒三定律又
该如何表述？
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实践拓展：
第一定律：多数行星绕太阳运动的轨道十分接 近圆，太阳处在圆心
第二定律：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 行星做匀中正确的是 ---------------------------------( D ) 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.离太阳越近的行星运动周期越长. D.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.
（月中黑点那是何物，是否兔子腹中藏身？ ）
……
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一、古人对天体运动的看法及发展过程
在古代，人们对天体的运动的认识有哪几种学 说？
各个学说的内容是怎样的？代表人物是谁？ 哪种学说更先进？用现在的观点，如何认识这
两种学说？ 是哪位科学家否定了古人的观点？他发现了什
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3、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确 的是： （ C D ）
高中物理 6.1 行星的运动课件 新人教版必修2
由开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相等的时间 内扫过的面积相等．
即L2l1＝S2l2. 由在 a 点附近速度变化很小，所以 l1＝vat. 同理 l2＝vbt.
第二十二页，共32页。
则L·2vat＝S·2vbt. 解得 va：vb＝S：L . 答案 S：L
第二十三页，共32页。
第三十页，共32页。
解析 木星、地球都绕太阳沿不同的椭圆轨道运动，太阳 位于它们的椭圆轨道的一个公共焦点上．它们的轨道的半长轴 的三次方和公转周期的二次方的比值都相等，根据开普勒第三 定律可求得．
设木星、地球绕太阳运动的周期分别为 T1、T2，它们轨道 的半长轴分别为 a1、a2，根据开普勒第三定律得Ta3121＝Ta3222，则aa12＝ 3 TT2122＝3 122＝5.24，所以 a1＝5.24a2.
第四页，共32页。
第一节 行星的运动
教材知识(zhī shi)梳理
教材拓展(tuò zhǎn)提升
典例分析第五页，共32页。来自课标解读明确要求 把握方向 学业有成
第六页，共32页。
1．了解地心说和日心说的基本内容． 2．知道描述行星运动的规律——开普勒三定律． 3．知道人类对行星认识的过程，体会科学家们严谨的科学 态度和坚持真理的勇气.
第二十七页，共32页。
解析 由Tr32＝k，其中 T 为行星绕太阳公转的周期，r 为轨 道的半长轴，k 是对太阳系中的任何行星都适用的常量，可以 根据已知条件列方程求解．
将地球的公转轨道近似看成圆形轨道，其周期为 T1，半径 为 r1；哈雷彗星的周期为 T2，轨道半长轴为 r2，则根据开普勒 第三定律有
第三十一页，共32页。
即木星绕太阳运动轨道的半长轴约为地球绕太阳运动轨道 的半长轴的 5.24 倍．
高中物理 专题6.1 行星的运动(讲)(基础版)(含解析)新人教版必修2(2021年最新整理)
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6。
1 行星的运动※知识点一、两种对立的学说内容局限性地心说 地球是宇宙的中心,而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动 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，但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符日心说太阳是宇宙的中心，而且是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动※知识点二、开普勒行星运动定律★错误! 1．开普勒第一定律 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,太阳处在所有椭圆 的一个焦点上开普勒 第二 定律从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒 第三 定律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公式：32ak T，k 是一个与行星无关的常量定律说明了不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道是不同的。
2．开普勒第二定律说明了行星在近日点的速率大于在远日点的速率。
3．开普勒第三定律（1)表达式错误!＝k，其中a是椭圆轨道的半长轴，T为公转周期,k是与太阳质量有关而与行星无关的常量。
(2）行星的椭圆轨道都很接近圆。
在近似的计算中，可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动.若用r代表轨道半径，T代表周期,开普勒第三定律可以写成错误!＝k。
高中物理必修二课件-6.1行星的运动16-人教版
12:04
6
二.开普勒的研究过程： 探究：行星绕太阳运动的轨道是什么形状？
圆？
地球
12:04
7
二.开普勒的研究过程：
年份
春分
夏至
秋分
2004
3/20
6/21
9/23
2005
3/20
6/21
9/23
2006
3/21
6/21
9/23
冬至 12/21 12/21 12/21
12:04
20
二.开普勒的行星运动定律： （三）开普勒第三定律
4.探究K值的决定因素：
行星 或卫星
中心体
半长轴 (x106km)
公转周期 (天)
K值
水星
57
87.97 3.36×1018
金星 火星
太阳
108 228
225 3.35×1018 687 3.36×1018
同步卫星 月球
地球
0.0424 0.3844
A.1/9天 B.1/3天 C.1天 D.9天
12:04
28
12:04
29
谢谢
30
1
1.02×1013
27.322 1.02×1013
12:04
结论：
K是一个只 与中心天体 质量有关的 物理量
21
二.开普勒的行星运动定律：
（四）思考：
在中学阶段，我们把椭圆轨道可以按照圆 轨道处理，开普勒三定律描述为：
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。
A.F2 B.O C.F1 D.B
人教版高中物理必修二6.1行星的运动+课件+(共10张PPT)
地球
F
F
a
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/92021/11/92021/11/911/9/20211Βιβλιοθήκη 行星的运动一、地心说
• 托勒密于公元二世纪， 提出了自己的宇宙结构 学说，即“地心说”.
• 内容：认为地球是宇宙 的中心，是静止不动的， 太阳、月亮及其他的行 星都绕地球运动．
• 地心说直到16世纪才被 哥白尼推翻.
托勒密
二、日心说
• 哥白尼在16世纪提出 了日心说．
• 内容：认为太阳是宇 宙的中心，是静止不 动的，地球和其他行 星都绕太阳运动．
•7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是 思考和识记之母。”2021/11/92021/11/9November 9, 2021
•8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。 2021/11/92021/11/92021/11/92021/11/9
• 1543 年哥白尼的《天 体运行论》 出版，书 中详细描述了日心说 理论.
哥白尼
观察天才
数学天才
第谷 （1546-1601） 丹麦天文学家
开普勒(1571-1630） 德国天文学家
三、开普勒行星运动定律
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专题6.1 行星的运动
※知识点一、两种对立的学说
内容 局限性
地
心
说
地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、
月亮以及其他行星都绕地球运动
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，但计算所得的数据和丹麦天文学家第
谷的观测数据不符
日
心
说
太阳是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球
和其他行星都绕太阳运动
※知识点二、开普勒行星运动定律
★对开普勒行星运动定律的理解
1．开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道是不同的。
2．开普勒第二定律说明了行星在近日点的速率大于在远日点的速率。
3．开普勒第三定律
(1)表达式a3T2＝k，其中a是椭圆轨道的半长轴， T为公转周期，k是与太阳质量有关而与行星
无关的常量。
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
，太阳处在所有椭圆
的一个焦点上
开普勒
第二
定律
从太阳到行星的连线在相等的时间内扫
过相等的面积
开普勒
第三
定律
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
公式：32akT ，k是一个与行星
无关的常量
(2)行星的椭圆轨道都很接近圆。在近似的计算中，可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。
若用r代表轨道半径，T代表周期，开普勒第三定律可以写成r3T2＝k。
(3)开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，此时k是由行星的质量决定的。
★开普勒第三定律的应用
1．适用范围
天体的运动可近似看成匀速圆周运动，开普勒第三定律既适用于做匀速圆周运动的天体，也适
用于做椭圆运动的天体。
2．用途
(1)知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反
之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。
(2)知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度，反之，知道了彗
星的半长轴也可以求出彗星的周期。
3．k值：表达式a3T2＝k中的常数k，只与中心天体的质量有关，如研究行星绕太阳运动时，常数
k只与太阳的质量有关，研究卫星绕地球运动时，常数k
只与地球的质量有关。
【典型例题】
【例题1】一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，地球位于椭圆轨道的一个焦点上，如图所示，
地球距离卫星的近地点A的距离为L，距离卫星的远地点B的距离为s，求卫星在A点和B点的
速度之比．
【审题指导】
在A点附近截取一小段曲线，则此段曲线可看成是一小段圆弧，半径为L，弧长为l1；同理，
在B点附近也截取一小段曲线看成是以地球为圆心的一小段圆弧，半径为s，弧长为l2.分别将
圆弧两端与地心相连．设在A点运动弧长l1和在B点运动弧长l2用时相等，则图中阴影部分的
面积相等，根据面积相等可求出速率之比．
【答案】 s∶L
【名师点睛】
1．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运转，也适用于卫星绕地球的运转或其他天体
的运动．
2．此题做了近似处理，因为在椭圆上任取一小段，其轨迹并不是圆弧，但由于轨迹很短，可看
做圆周上的一段圆弧处理．
【针对训练】飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地
面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运
行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？
【答案】（R＋R0）T4RR＋R02R
【解析】当飞船做半径为R的圆周运动时，由开普勒第三定律：R3T2＝k
当飞船返回地面时，从A处降速后沿椭圆轨道至B。设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′，椭圆
的半长轴为a，则a3T′2＝k
可解得：T′＝（aR）3·T
由于a＝R＋R02，由A到B的时间t＝T′2
所以t＝12（R＋R02）3R3·T＝（R＋R0）T4RR＋R02R
※知识点三、行星运动的一般处理方法
行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理，即：
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．所有行星轨道半径的立方跟它的公转周期的平方的比值都相等。表达式：32akT。
【典型例题】
【例题2】（多选）开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是 ( )
A．所有的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
B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C．所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴的二次方的比值都相等
D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的
易错分析：常见错误选项及错误原因分析如下：
易错选项 错误原因
B 受日心说的影响，错误地认为所有的行星绕太阳做匀速圆周运动。
C
没有记牢开普勒定律，开普勒第三定律的内容是所有行星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。
【正确答案】AD
【针对训练】太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行
星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表
可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星 金星 地球 火星 木星 土星
公转周期/年 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5
A.1.2亿千米 B．2.3亿千米
C．4.6亿千米 D．6.9亿千米
【答案】 B