天体运动PPT.ppt

在古代，人们对于天体的运动先后 经历了地心说和日心说两种对立的学 说。 地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里 多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。 地心说的建立与发展 基本观点： 1.地球是球体。 2.地球是静止不动的，而且处于宇 宙的中心。 3.所有日月星辰都围绕地球匀速转 动。 地心说遇到的困难： 1.北半球冬季的中午较之夏季的中午，太阳 看起来要大一些（因而近一些）。 2.火星逆行。 3.太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。 火星逆行 日心说的建立与发展 在1543年波兰天文学家哥白尼发表的天体运行论中提出了完 整的日心说宇宙模型。 （3）地球每天自转一周， 天穹实际上不转动，只是由于 地球的自转才是我们看到了日 月星辰每天东升西落的现象。 八大行星.swf 太阳系.swf （1）太阳是不动的，而且在宇 宙中心，水星、金星、火星、木星 、土星和地球一样，都在圆形轨道 上匀速率地绕着太阳公转。 （2）月球是地球的卫星，它 在以地球为中心的圆轨道上每月 绕地球转一周，并随地球绕太阳 公转。 丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行 观测并记录了精确的数据。 德国天文学家开普勒（1571-1630）在最初研究他的 导师家第谷（1546-1601）所记录的数据时，也是以行星 绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结 果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认 的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8 分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成 的。至此，人们长期以来视为真理的观念天体做匀速 圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了 第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算先后否定了19种 设想，最后终于发现了天体运行的规律即开普勒三大定律 。 开普勒行星运动的三大定律 开普勒第一定律：（椭圆轨道定律 ） 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 。 将一条绳的两端固定在两个定点 （图钉）上，以铅笔拉紧绳子所 画出的图形即为椭圆。这两个定 点称为此椭圆的两个焦点。从椭 圆上任一点至两焦点的距离之和 为一定值，既 常数。 O点为对称中心点, 称为半长轴； 称为半 短轴； M N 开普勒第二定律：（面积定律） 对于任意一个行星来说，它与 太阳的连线在相等的时间里扫过的 面积相等。SAB=SCD=SEK 开普勒行星运动的三大定律 MN 试比较近日点和远日点地球的速度大小,并求出近日 点和远日点地球的速度大小的比值？ R1R2 开普勒第三定律：（周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的立方 和公转周期的平方成正比。R3/T2=K R 开普勒行星运动的三大定律 K是一个常量，它与行星(环绕体)无关，与中心天 体有关。同一中心天体其K值相同,不同中心体的K 值一般不同！ 1.425710-14 1.31410-14 开普勒第三大定律 太阳 地球 年份年份春分春分夏至夏至秋分秋分冬至冬至 200420043/203/206/216/219/239/2312/2112/21 200520053/203/206/216/219/239/2312/2112/21 200620063/213/216/216/219/239/2312/2112/21 秋冬两季比春夏两季时间短 春92天夏94天 秋89天冬90天 思考思考11太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。 假设地球绕太阳的运动是一个椭 圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的 特点，得在秋分到冬至再到春分的时 间比从春分到夏至再到秋分的时间短 ，所以秋冬两季比春夏两季要短。 春92天 夏94天 秋89天 冬90天 思考思考2 2 观察八大行星图思考观察八大行星图思考 2、金星与地球都在绕太阳运转,那么金 星上的一天肯定比24小时短吗? 答：不是。观察发现：金星自转周期长 达243天，比绕日公转周期227天还长， 所以金星上的一昼夜相当于地球上的117 天。 1、海王星离太阳“最远”，绕太阳运 动的公转周期最长，对吗？ 答：对 实际上行星绕太阳的运动很接近 圆，在中学阶段，可近似看成圆 来处理问题，那么开普勒三定律 的形式又如何？ 规律： 1、多数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； 3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公 转周期的二次方的比值都相等。 例例1 1： 两颗行星的质量分别是两颗行星的质量分别是M M 1 1 、M M 2 2 ，他们绕，他们绕 太阳运转轨道半长轴分别是太阳运转轨道半长轴分别是R R 1 1 、R R 2 2 ，如果，如果M M 1 1 =2M=2M 2 2 ， R R1 1 =4R=4R 2 2 ，那么，他们的运行周期之比，那么，他们的运行周期之比T T 1 1 :T:T 2 2 是多少是多少 ？ 答：答：8:18:1 哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预 言，