高中物理 5-3《人類對太空的不懈追求》課件 魯科版必修2

1、第 三 節(jié) 人類對太空的不懈追求,,星空如此迷人,周而復(fù)始,寧靜而永恒,人類觀察星空,為了耕作.為了遠(yuǎn)行,為了信仰,為了探索大自然的奧秘,,從太空俯看我們美麗的地球,人類對太空的不懈追求,,一、古希臘人的探索,以亞里士多德為代表的古希臘人認(rèn)為地球位于宇宙的中心。所有天體都圍繞宇宙的中心——地球做勻速圓周運(yùn)動。,圍繞地球的天體的排列順序?yàn)樵虑?、水星、金星、太陽、火星、木星、土星、最外層為恒星的球殼?古希臘人設(shè)想每

2、個行星都沿圓周運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡就是行星的本輪。同時，這個圓的中心運(yùn)動軌跡就是行星的均輪。,天文學(xué)家托勒密完善了地心本輪理論。第一次對已知天體的運(yùn)動進(jìn)行詳細(xì)定量的說明。為航海家、天文學(xué)家和占星士所采用。該理論一直持續(xù)了近2000年。,地心說,二、文藝復(fù)興的撞擊,1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼臨終時，向世人宣布了他幾十年來研究的成果《天體運(yùn)行論》。正式推出了日心說。哥白尼認(rèn)為，太陽是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都圍繞太陽做

3、勻速圓周運(yùn)動。月球是地球的衛(wèi)星。但是，當(dāng)時人們對哥白尼的日心說并不認(rèn)同。,第谷是非常了不起的天文觀測家，當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡，他通過自制的觀測儀器對星體進(jìn)行認(rèn)真系統(tǒng)的觀測。他的測量結(jié)果證明了托勒密與哥白尼的理論計(jì)算結(jié)果都與觀測數(shù)據(jù)不相符。,開普勒研究了第谷連續(xù)20年的觀測數(shù)據(jù)，希望進(jìn)一步解釋哥白尼的行星圓形軌道。但他失敗了。因?yàn)樗玫降慕Y(jié)果與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8′的誤差。開普勒相信這不是第谷的粗心，而是哥白尼的理論還需要進(jìn)一步完善。從此

4、他開始研究行星的非勻速圓周運(yùn)動。經(jīng)過多年的埋頭計(jì)算，數(shù)十次的否定自己的設(shè)想，開普勒最終發(fā)現(xiàn)了更精確的行星運(yùn)動規(guī)律，并先后提出了三大定律。,開普勒第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點(diǎn)上。,開普勒第二定律：太陽與任何一個行星的連線（矢徑）在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。,開普勒第三定律：行星繞太陽運(yùn)行軌道半長軸r的立方與其公轉(zhuǎn)周期T的平方成正比。,三、牛頓的大綜合,人們在研究天體運(yùn)動的同時，還在探索天體為什么會這

5、樣運(yùn)動。 亞里士多德認(rèn)為天體由以太元素組成，它們本來就應(yīng)圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動。 開普勒時代：行星受到太陽的磁力使天體運(yùn)動，并且天體受到磁力隨距離的增加而減弱。 胡克、哈雷等人：天體受到了遵循平方反比率的向心力的作用才進(jìn)行圓周運(yùn)動。,牛頓用數(shù)學(xué)方法證明了物體圍繞中心運(yùn)動時有一向心力。由于物體沿橢圓軌道運(yùn)動，向心力與質(zhì)點(diǎn)到中心的距離的平方成反比。繼而推廣到宇宙中的物體都在彼此吸引。牛頓將地

6、球?qū)ξ矬w的引力擴(kuò)展到月球，認(rèn)為地球引力與太陽對行星的作用力，行星對衛(wèi)星的作用力是性質(zhì)相同的力，在此基礎(chǔ)上，牛頓最終給出了具有科學(xué)革命價值的萬有引力定律：,四、人類對太空的探索,１９８６年１月，美國“挑戰(zhàn)者號”航天飛機(jī)起飛后凌空爆炸，７名壯志未酬的宇航員、包括一位即將在太空中為幾十萬美國中學(xué)生講授奇妙太空的中學(xué)教師，在萬眾矚目中獻(xiàn)身藍(lán)天；,２００３年２月，美國“哥倫比亞號”航天飛機(jī)在它的第２８次飛行返程途中突然解體，再過１６分鐘就能踏上地

7、球的７名宇航員全部犧牲；,,浩瀚太空迎來了第一位中國訪客——３８歲的中國航天員楊利偉。在３４３公里的高度上，中國人第一次在自己的航天器上看到了人類美麗的地球家園。,神舟五號的順利升空，不僅僅使得中國人的千年飛天夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，更重要的是它標(biāo)志著在人類探索太空的隊(duì)伍中，又加入了一支強(qiáng)大而富于創(chuàng)造性的力量。,從這一天起，中國成為繼俄羅斯、美國在世界上第三個能夠獨(dú)立開展載人航天活動的國家。戚發(fā)軔說，夢圓那刻，是他這一生笑得最燦爛、哭得最痛快的一