1、第三章 万有引力定律,1.3.1 天体的运动,一、两种对立学说 观图助学,(1)如图是托勒密提出关于天体运动观点的示意图，他认为宇宙体系中，地球运行情况是怎样的？太阳运行情况是怎样的？,(2)如图是哥白尼提出关于天体运动观点的示意图，他认为宇宙体系中，地球运行情况是怎样的？太阳运行情况是怎样的？,1.地心说：公元150年前后，古希腊学者托勒密构建了地心宇宙体系。他认为_位于宇宙的中心，是_的，太阳、月亮以及其他行星都绕_。 2.日心说：波兰天文学家哥白尼提出日心说，认为_是静止不动的，地球和其他行星都绕_运动。 理解概念判断下列说法的正误。(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运
2、动。( )(2)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周。( )(3)日心说比地心说更科学。( ),地球,静止不动,地球运动,太阳,太阳,二、开普勒行星运动定律 观图助学,(1)如图是行星运动轨迹的形状、及太阳所处位置与行星运动轨迹关系的示意图，行星运动轨迹是圆吗？太阳处在行星运动轨迹的什么位置上？,(2)如图所示，所有行星都绕太阳在椭圆轨道上运行，某一行星绕太阳运动的速率在不同位置都一样大吗？,1.第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在所有椭圆的一个_上。 2.第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过_。,椭圆,焦点,相等的面积,半长轴的三次
3、方,公转周期的二次方,无关,理解概念判断下列说法的正误。(1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。( )(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。( )(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。( ),两种对立学说,观察探究,我们日常看到太阳自地球东方升起，又落到西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，地球是宇宙的中心，是静止不动的。太阳所在的银河系在不停的运动，而在浩瀚的宇宙中，银河系只是微小的一部分。地球是宇宙的中心，是静止不动的，这个观点正确吗？怎样解释？ 答案 观点不正确。地球每天自西向东自转一周，选取地球(地面)为参考系来描述太阳的运动，太阳每天东升西落；如果我们乘坐宇
4、宙飞船来到浩瀚的太空，选取太阳为参考系来描述地球的运动，就会看到地球是围绕太阳转的；选取银河系为参考系，我们看到太阳也在运动着。,探究归纳 1.地心说的意义：地心说是世界上第一个行星体系模型，并且第一次提出地球是“球形”和“运动轨道”的概念，从而使人们能对行星的运动进行定量计算，推测行星到达的位置。人们根据地心说模型在一定程度上正确地预测天象，在当时的生产实践中起到了一定的作用。 2.日心说的局限性：日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太阳只是太阳系的中心，并不是宇宙的中心；日心说没能摆脱地心说的错误观念，认为行星在圆轨道上做匀速圆周运动，实际上所有的行星轨道都是椭圆，运动速度的大小也不是恒定的
5、。,试题案例 例1 (多选)关于地心说和日心说，下列说法中正确的是( )A.地心说的参考系是地球B.日心说的参考系是太阳C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D.日心说是由开普勒提出来的解析 地心说认为地球是宇宙的中心，太阳及其他天体围绕地球运行，日心说认为太阳是宇宙的中心，地球和别的行星一样绕太阳运行，故A、B正确；由于古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，故他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的天体都是绕着地球而运行的，教会接纳此为世界观的“正统理论”，而“日心说”是在足够的天文观测的数据基础上由哥白尼提出的，符合科学研究的结果，而不是人们臆想出来的，是科学的
6、一大进步，故两者具有不能等同的价值，故C、D错误。答案 AB,针对训练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.日心说和地心说都是错误的解析 地心说和日心说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，不可能静止，故B错误，D正确；地球是绕太阳运动的一颗普通行星，并非宇宙的中心天体，故A错误，C正确。答案 CD,开普勒行星运动规律,观察探究如图1所示为地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。,图1,(1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太
7、阳的距离是否相同？ (2)一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天？ 答案 (1)不是 不相同 (2)秋、冬两季比春、夏两季地球运动的快。,探究归纳 1.从空间分布上认识：行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上。因此开普勒第一定律又叫轨道定律。,2.对速度大小的认识(1)如图2所示，如果时间间隔相等，即t2t1t4t3，由开普勒第二定律，面积SASB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。因此开普勒第二定律又叫面积定律。,(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点，所以同
8、一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。,图2,3.对周期长短的认识(1)行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，其公转周期越短。(2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。例如，绕某一行星运动的不同卫星。,试题案例 例2 (2018全国卷，15)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )A.21 B.41 C.81 D.161,答案 C,针对训练2 (2018福建师大附中高一下期末)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星
9、运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是( )A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B.对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C.行星公转周期与行星的质量有关D.所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比,答案 B,1.大多数行星绕太阳运动的轨道虽然是椭圆，但是十分接近圆，近似认为太阳处在圆心，椭圆的半长轴即为圆的半径。 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。天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律，与一般物体的运动在应用这两个规律上没有区别。,“近似思想”处理天体运动问题,【针对练习】 有一行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的8倍，则该行星绕太阳公转的周期约是多少年？,答案 22.6年,
