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人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动多媒体教学ppt课件
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动多媒体教学ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了开普勒定律，做一做，科学漫步，练习与应用等内容，欢迎下载使用。
( 牛顿的)《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑，它向我们揭示了最伟大的宇宙定律，是高于(当时 ) 人类一切其他思想产物之上的杰作，这个简单而普遍定律的发现，以它囊括对象之巨大和多样性，给予人类智慧以光荣。拉普拉斯
问题2不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点? 行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系?
在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。它符合人们的直接经验。
日心说则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，似乎与人们的生活经验不相符合。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受无论地心说还是日心说，古人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行星运动果真如此吗?
德国天文学家开普勒用20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是勾速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符;只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。
他还发现了行星运动的其他规律。开普勒分别于1609 年和1619 年发表了他发现的下列规律，后人称为开普勒行星运动定律。
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。开普勒第一定律告诉我们:行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆;太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上;行星与太阳间的距离是不断变化的。
绘制椭圆可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图 7.1-1，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。
把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点。
保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化?焦点重合时，半长轴转变为什么?
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面积相等(图7.1-2)。开普勒第二定律告诉我们:当行星离太阳较近的时候运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小
实际上，行星的轨道与圆十分接近(图7.1-3)，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。
托勒密:地心宇由 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·那时，多数人都自然地认为，地球是静止不动的，太阳、月球和星星从头上飞过，地球是宇市的中心我们的祖先发现，尽管所有辰每日都耍东升西落，但绝大多数星星的相互位置都几乎是固定的，
几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”。然而，水星、全星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景前移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以它们叫作“行星”。
细心的观察表明，行星并非总向一个方向移动。大多数时间它相对于恒星由西向东移动但有时却要停下来，然后向西移动一段时间，随后又向东移动，这个现象叫作行星的逆行(图7.1-4)。
为了解释行星的逆行，古希腊人提出一个理论这个理论认为每个行星都沿着圆运动，这个圆叫作“本轮”，同时本轮的圆心又环绕着地球沼一个叫作“均轮”的大圆运动( 图7.1-5)。这个理论在公元2世纪由伟大的古代天文学家托勒密完善而成。
值得指出的是，一个本轮与一个均轮还不能十分准确地解释行星的运动。为了与观察结果更好地符合，每个行星需要不止一个本轮，结果“轮上轮”的总数达到 80 多个，并且还要引入“偏心点”和“偏心等距点”等复杂概念。这就使它缺少简洁性而简洁性正是科学家们所追求的。
哥白尼:拦住了太阳，推动了地球 公元1543年，波兰的一位长者哥白尼临终前在病榻上为其毕生致力的著作《天体运行论》签上了自己的姓名，这部书预示了地心字宙论的终结。
第谷:天才的观测家 哥白尼去世后三年，第谷在丹表出生了。他全身心授入到行星位置的观测巾。在他以前，人们测量天体位置的误差大约是10’，第谷把这个不确定性减小到2’。他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。
1600 年，出生于德国的开普勒开始与第谷一起工作，他善于从理论上思考问题。为了完成他构建理论宇宙学的追求，开普勒需要第谷的观测数据。第谷为了把他的数据组织成有用的形式，需要开告勒的数学天才。18 个月后，第谷去世了。开普勒以全部精力整理第谷的观测数据，企望求得对行星运动轨道的更准确的描述。
开普勒:真理超出期望 开普勒相信哥白尼的学说，所以开始时他按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点来思考问题。在他对火星轨道的研究中，70余次尝试所得的结果都与第谷的观测效据有至少8 的偏差。是第谷测量错了吗”开普勒对第谷数据的精确性深信不疑。
他想，这不容忽初的 8’也许正是因为行星的运动并非匀速圆周运动。至此，人们长期以来视为真理的观念一一天体在做“完美的”匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。此后，他经过多年的尝试性计算，终于发现并先后于1609 年和1619 年发表了行星运动的三个定律。
1.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。(这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。)已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日?
2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也近用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圈轨道运动，它在离地球设近的位置（近地点）和最远的位置(远地点)，哪点的速度比较大?
3.在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况?你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗?
( 牛顿的)《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑，它向我们揭示了最伟大的宇宙定律，是高于(当时 ) 人类一切其他思想产物之上的杰作，这个简单而普遍定律的发现，以它囊括对象之巨大和多样性，给予人类智慧以光荣。拉普拉斯
问题2不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点? 行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系?
在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。它符合人们的直接经验。
日心说则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，似乎与人们的生活经验不相符合。经过长期论争，日心说战胜了地心说，最终被接受无论地心说还是日心说，古人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行星运动果真如此吗?
德国天文学家开普勒用20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是勾速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符;只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。
他还发现了行星运动的其他规律。开普勒分别于1609 年和1619 年发表了他发现的下列规律，后人称为开普勒行星运动定律。
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。开普勒第一定律告诉我们:行星绕太阳运行的轨道严格来说不是圆而是椭圆;太阳不在椭圆的中心，而是在其中一个焦点上;行星与太阳间的距离是不断变化的。
绘制椭圆可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图 7.1-1，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。
把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点。
保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化?焦点重合时，半长轴转变为什么?
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面积相等(图7.1-2)。开普勒第二定律告诉我们:当行星离太阳较近的时候运行的速度较大，而离太阳较远的时候速度较小
实际上，行星的轨道与圆十分接近(图7.1-3)，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。
托勒密:地心宇由 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·那时，多数人都自然地认为，地球是静止不动的，太阳、月球和星星从头上飞过，地球是宇市的中心我们的祖先发现，尽管所有辰每日都耍东升西落，但绝大多数星星的相互位置都几乎是固定的，
几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”。然而，水星、全星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景前移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以它们叫作“行星”。
细心的观察表明，行星并非总向一个方向移动。大多数时间它相对于恒星由西向东移动但有时却要停下来，然后向西移动一段时间，随后又向东移动，这个现象叫作行星的逆行(图7.1-4)。
为了解释行星的逆行，古希腊人提出一个理论这个理论认为每个行星都沿着圆运动，这个圆叫作“本轮”，同时本轮的圆心又环绕着地球沼一个叫作“均轮”的大圆运动( 图7.1-5)。这个理论在公元2世纪由伟大的古代天文学家托勒密完善而成。
值得指出的是，一个本轮与一个均轮还不能十分准确地解释行星的运动。为了与观察结果更好地符合，每个行星需要不止一个本轮，结果“轮上轮”的总数达到 80 多个，并且还要引入“偏心点”和“偏心等距点”等复杂概念。这就使它缺少简洁性而简洁性正是科学家们所追求的。
哥白尼:拦住了太阳，推动了地球 公元1543年，波兰的一位长者哥白尼临终前在病榻上为其毕生致力的著作《天体运行论》签上了自己的姓名，这部书预示了地心字宙论的终结。
第谷:天才的观测家 哥白尼去世后三年，第谷在丹表出生了。他全身心授入到行星位置的观测巾。在他以前，人们测量天体位置的误差大约是10’，第谷把这个不确定性减小到2’。他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。
1600 年，出生于德国的开普勒开始与第谷一起工作，他善于从理论上思考问题。为了完成他构建理论宇宙学的追求，开普勒需要第谷的观测数据。第谷为了把他的数据组织成有用的形式，需要开告勒的数学天才。18 个月后，第谷去世了。开普勒以全部精力整理第谷的观测数据，企望求得对行星运动轨道的更准确的描述。
开普勒:真理超出期望 开普勒相信哥白尼的学说，所以开始时他按行星绕太阳做匀速圆周运动的观点来思考问题。在他对火星轨道的研究中，70余次尝试所得的结果都与第谷的观测效据有至少8 的偏差。是第谷测量错了吗”开普勒对第谷数据的精确性深信不疑。
他想，这不容忽初的 8’也许正是因为行星的运动并非匀速圆周运动。至此，人们长期以来视为真理的观念一一天体在做“完美的”匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。此后，他经过多年的尝试性计算，终于发现并先后于1609 年和1619 年发表了行星运动的三个定律。
1.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。(这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。)已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日?
2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也近用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圈轨道运动，它在离地球设近的位置（近地点）和最远的位置(远地点)，哪点的速度比较大?
3.在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况?你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗?
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