第七章

萬有引力與宇宙航行人教版必修二7.1行星的運動1.知道地心說和日心說的內容及爭論的焦點。2.明確開普勒三大定律,能應用三定律分析問題。3.知道第三定律中的比值與行星的質量無關，但與太陽的質量有關。4.理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的，真理是來之不易的。一、學習目標

不同行星都在各自的軌道上繞太陽運行，行星運行的軌道有怎樣的特點？行星繞太陽運行的周期與距離太陽的遠近是否存在某種關系？二、新課導入三、新知學習一、人類對行星運動的認識中國古人對天體運動的看法及發展過程

中國古人根據有限范圍內的觀察（如日月星辰東升西落、遠處天壤相接等），得出“天圓地方”之類的想法。渾天說（東漢）東漢時期的天文學家張衡提出“渾天”說，認為天就像一個大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。一、人類對行星運動的認識代表人物：托勒密地球是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運動。地心說一、人類對行星運動的認識代表人物：哥白尼太陽是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽運動。日心說一、人類對行星運動的認識第谷（1546-1601）觀測大師——第谷一、人類對行星運動的認識把觀測天體位置不確定性的誤差由10’減小到2’觀測結果為哥白尼的學說提供了關鍵性支持。“日心說”最終戰勝“地心說”的科學功臣。一、開普勒定律開普勒（德國）開普勒通過對第谷觀測數據20年潛心研究，發現行星軌道是勻速圓周運動，計算數據和第谷的觀測數據有8′的誤差，他假設行星軌道是橢圓，這是計算數據和觀測數據完美契合。他提出了行星運動規律——開普勒定律利用第谷提供的觀測數據對行星軌道深入研究。開普勒行星運動定律1.開普勒第一定律：（軌道定律）所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。RFF地球做一做：

用一條細繩和兩個圖釘畫橢圓，把細繩兩端用圖釘固定，用鉛筆緊貼著細繩滑動，使細繩始終保持張緊狀態，鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點。例1：關于開普勒第一定律，下列說法不正確的是()A．它的發現是建立在天文學家第谷的觀測數據之上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．開普勒假設天體不是做勻速圓周運動是發現該定律的原因之一D．開普勒執著于計算和觀測數據之間的差別是發現該定律的原因之一

B針對訓練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星，例如月球。2.開普勒第二定律：（面積定律）

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積。行星在近日點速率大于遠日點速率。根據開普勒第二定律，你是否可以解釋一下為什么在近日點行星運動的快，在遠日點行星運動的慢？你認為春夏兩季的時間長還是秋冬兩季的時間長？學以致用針對訓練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()F2B.AC.F1D.BABF1F2A【解析】根據開普勒第二定律，可知太陽和行星的連線在相等時間內掃過相等的面積,因為行星在A點的速率比在B點大,所以太陽位于F2點。3.開普勒第三定律：（周期定律）

所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。注意：1、k為常數，與行星本身無關只與太陽（中心天體）質量有關，不同的中心天體k值不一樣。2、a是橢圓軌道的半長軸，若行星做勻速圓周運動，則a為其半徑R。表達式：a3T2=k例題3：已知兩行星繞太陽運動的半長軸之比為b,則它們的公轉周期之比為________。針對訓練3在中學階段，我們將橢圓軌道按照圓形軌道處理，則開普勒定律描述為：1.行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心1.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2.對于每一個行星而言，太陽和行星的聯線在相等的時間內掃過相等的面積3.所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等2.對于某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運動3.所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等即R3/T2=k三、當堂檢測1.下列說法正確的是（

）A．地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運動B．太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動C．地球是繞太陽運動的一顆行星D．所有天體的運動都是完美的勻速圓周運動2.關于行星運動,以下說法正確的是()A.行星軌道的半長軸越長,自轉周期越大.B.行星軌道的半長軸越長,公轉周期越大.C.水星的半長軸最短,公轉周期最大.D.海王星離太陽”最遠”,繞太陽運動的公轉周期最長.3.如圖所示為行星m繞恒星M運動的示意圖，下列說法正確的是（

）A.速度最大點是B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4、地球的公轉軌道接近圓，但彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓，天文學家哈雷曾經在1682年跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉半徑的18倍，如圖所示，并預言這顆彗星將每隔一定時間就會出現，哈雷的預言得到證實，該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星最近出現的時間是1986年，則關于它下次飛近地球的時間，下列判斷正確的是（

）A.大約在2070年B.大約在2062年C.大約在2048年D.大約在2035年B1、開普勒第一定律（軌道定律）所有行星繞太陽的運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢