高中物理 第5章 第3节 人类对太空的不懈追求课件 鲁科版必修2.ppt

人类对太空的不懈追求 一 古希腊人的探索 以亚里士多德为代表的古希腊人认为地球位于宇宙的中心 所有天体都围绕宇宙的中心 地球做匀速圆周运动 围绕地球的天体的排列顺序为月球 水星 金星 太阳 火星 木星 土星 最外层为恒星的球壳 古希腊人设想每个行星都沿圆周运动 其运动轨迹就是行星的本轮 同时 这个圆的中心运动轨迹就是行星的均轮 天文学家托勒密完善了地心本轮理论 第一次对已知天体的运动进行详细定量的说明 为航海家 天文学家和占星士所采用 该理论一直持续了近2000年 二 文艺复兴的撞击 1543年 波兰天文学家哥白尼临终时 向世人宣布了他几十年来研究的成果 天体运行论 正式推出了日心说 哥白尼认为 太阳是宇宙的中心 水星 金星 地球 火星 木星及土星都围绕太阳做匀速圆周运动 月球是地球的卫星 但是 当时人们对哥白尼的日心说并不认同 第谷是非常了不起的天文观测家 当时尚未发现望远镜 他通过自制的观测仪器对星体惊醒认真系统的观测 他的测量结果证明了托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据不相符 开普勒研究了第谷连续20年的观测数据 希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道 但他失败了 因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有8 的误差 开普勒相信这不是第谷的粗心 而是哥白尼的理论还需要进一步完善 从此他开始研究行星的非匀速圆周运动 经过多年的埋头计算 数十次的否定自己的设想 开普勒最终发现了更精确的行星运动规律 并先后提出了三大定律 开普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳位于椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 太阳与任何一个行星的连线 矢径 在相等的时间内扫过的面积相等 开普勒第三定律 行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公转周期t的平方成正比 三 牛顿的大综合 人们在研究天体运动的同时 还在探索天体为什么会这样运动 亚里士多德认为天体由以太元素组成 它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动 开普勒时代 行星受到太阳的磁力使天体运动 并且天体受到磁力随距离的增加而减弱 胡克 哈雷等人 天体受到了遵循平方反比率的向心力的作用才进行圆周运动 牛顿用数学方法证明了物体围绕中心运动时有一向心力 由于物体沿椭圆轨道运动 向心力与质点到中心的距离的平方成反比 继而推广到宇宙中的物体都在彼此吸引 牛顿将地球对物体的引力扩展到月球 认为地球引力与太阳对行星的作用力 行星对卫星的作用力是性质相同的力 在此基础上 牛顿最终给出了具有科学革命价值的万有引力定律 四 对太空的探索 1 1957年10月4日 前苏联的第一颗人造地球卫星上天 2 1958年 美国也发射了人造地球卫星 3 1970年我国发射了第一颗人造地球卫星 东方红一号 成为全世界第五个发射人造地球卫星的国家 4 1961年4月12日 世界第一艘载人宇宙飞船 东方 号发射升空 前苏联宇航员加加林成为了太空遨游第一人 5 1969年7月20日 阿波罗 11号才将人类送上了月球 阿姆斯特朗成为登月第一人 阿波罗11号登月舱 阿姆斯特朗正准备踏上月球 登陆月球 人类在月球上留下的第一个脚印 6 1975年7月15 24日 美国和前苏联合作完成了一项太空工程 阿波罗 和 联盟号 对接 阿波罗号与联盟号对接示意图 7 1984年4月12日 第一架航天飞机 哥伦比亚 号发射成功 其优点可以重复使用 8 1984年2月7日 美国宇航员穿戴着具有助推装置的宇航服 首次不系安全绳在太空中行走了95分钟捕获并修理人造卫星 然后将其送回轨道 9 1990年4月24日 哈勃望远镜升空 人类有了性能卓越的空间天文台 帮助人类对宇宙进行更多的了解 10 2003年10月16日 我国首位航天员杨利伟乘坐中国自己研制的 神舟 5号飞船在太空中饶地球飞行14圈后 在内蒙古草原安全着陆 五 人造卫星上天 第一宇宙速度 若卫星绕地球运行的轨道可视为圆形 并贴地面运行 则 人们称7 9km s为第一宇宙速度 也称为环绕速度 例题 1990年3月 紫金山天文台将1965年9月20日