6.1行星的運(yùn)動(dòng)

1、第六章 萬有引力與航天1 行星的運(yùn)動(dòng),1.知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。,2.學(xué)習(xí)開普勒三大定律，能用三大定律解決問題。,3.了解人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)過程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，是來之不易的。,地心說,地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮等各星體都圍繞地球做簡(jiǎn)單而完美的圓周運(yùn)動(dòng)。,代表人物：亞里士多德最先提出，古希臘的托勒密加以完善。,托 勒 密,日心說,太陽是宇宙的中心，且太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽做簡(jiǎn)單而

2、完美的圓周運(yùn)動(dòng)。,代表人物：波蘭科學(xué)家哥白尼,哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473-1543），波蘭天文學(xué)家、日心說創(chuàng)立者，近代天文學(xué)的奠基人。,真理最終戰(zhàn)勝了謬誤：“日心說”之所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f”不能解釋的現(xiàn)象“日心說”則能說明，就是說“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實(shí)。例如：若地球不運(yùn)動(dòng)，晝夜交替是太陽繞地球運(yùn)動(dòng)形成的，那么每天的情況就應(yīng)是相同，事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，

3、冷暖不同，而“日心說”則能說明這種情況；白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。,“日心說”也并不是絕對(duì)正確的：“日心說”也并不是絕對(duì)正確的，因?yàn)樘栔皇翘栂档囊粋€(gè)中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的?！叭招恼f”只是比“地心說”更準(zhǔn)確一些罷了。,開普勒(JohannesKepler,1571-1630) 德國(guó)天文學(xué)家,開普勒三

4、大定律,第谷 （1546-1601） 丹麥天文學(xué)家,第谷（丹麥）,開普勒（德國(guó)）,,,8分的誤差,→ ←,一、開普勒第一定律（橢圓定律）,所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。,思考：第一定律說明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀,不同的行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道相同嗎?,提示：不同行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道不相同,但這些軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn),即太陽所處的位置。,二、開普勒第二定律（面積定律）,對(duì)任意一個(gè)行星

5、來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。,三、開普勒第三定律（周期定律）,所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟其公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。,若用a表示橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，則開普勒第三定律告訴我們：,（k 的大小與行星無關(guān)，只與太陽質(zhì)量有關(guān)。）,,開普勒第三大定律,,,,例1.我們假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸為a地，公轉(zhuǎn)周期為T地，火星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸為a火，公轉(zhuǎn)周期為T火，那這些物理量之間應(yīng)該滿足怎

6、樣的關(guān)系？,太陽系中的水星和金星均在各自的軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)，軌道半徑比為R1：R2=2：1，它們的質(zhì)量比為M1：M2=4：1，求它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期比T1：T2。,練習(xí)1.,解析：,,,即,答案：,開普勒三大定律的近似處理,（1）行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是圓，太陽處在圓心上。,（2）對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,（3）所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,規(guī)律總

7、結(jié)1.開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時(shí)比值k是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量。 2.行星的軌道都跟圓近似，因此計(jì)算時(shí)可以認(rèn)為行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動(dòng)的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從觀察行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來的。,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(yùn)動(dòng)B.太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運(yùn)動(dòng)C.太陽是

8、靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)D.“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現(xiàn)在看來都是不正確的,D,2.太陽系的幾個(gè)行星中，與太陽之間的平均距離越大的行星，它繞太陽公轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間（ ）A.越長(zhǎng) B.越短 C.相等 D.無法判斷,A,3.“神舟九號(hào)”沿半徑為R的圓周軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點(diǎn)A處將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的特殊橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，

9、橢圓和地球表面在B點(diǎn)相切，如圖所示，如果地球半徑為R0，求飛船由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需的時(shí)間。答案：,地心說:代表人物托勒密,日心說:代表人物哥白尼,開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述,第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。,第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。,第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,,,不能忍受批評(píng)，就無法嘗試