高中物理第七章万有引力与航天课件总结人教新课标必修二行星的运动2.ppt

第一节行星的运动 一 古人对天体运动的看法和发展历程1 古人对天体运动存在哪些看法 在古代 古人对天体的运动主要存在着 地心说 和 日心说 两种对立的看法 2 什么是 地心说 和 日心说 所谓的 地心说 和 日心说 就是以不同的星体为运动中心的两种学说 地心说 认为地球是宇宙的中心 是静止不动的 太阳 月亮和其他行星都是围绕地球运动 日心说 认为太阳是宇宙的中心 地球 月亮和其他行星都是围绕太阳运动 3 地心说 为什么能够占领较长的统治时间 地心说 占较长统治地位的原因是由于它比较符合人们的日常经验 如 太阳从东边升起 从西边落下 同时它也符合当时在政治上占统治地位的宗教精神 4 为什么 日心说 能够战胜 地心说 人们通过对天体运动的研究 发现地心说所描述的天体运动十分复杂 而且问题很多 而如果将地球从天体的中心位置移到一个普通的饶太阳运动的行星的位置上 许多问题便可以解决 天体运动的发展史二 著名的天文学家 开普勒 johanneskepler 1571 1630 德国天文学家 光学家 第谷 tychobrahe 1546 1601 丹麦天文学家 二 开普勒对行星运动的研究 古人人为天体运动是匀速圆周运动原因 无论 地心说 也好 日心说 也好 古人认为天体的运动都是很神圣的 认为天体运动必然是最完美 最和谐的匀速圆周运动 天体的运动和地面上的运动多遵循的规律也应不同 2 开普勒对天体做匀速圆周运动产生怀疑的原因 开普勒用天体做匀速圆周运动的观点所得的结论和第谷所观察的数据存在至少8 的角度误差 但当时公认观测数据的误差不超过2 也就是说 这6 的误差产生的原因可能是对天体运动的观点存在问题 因此产生了对天体运动是匀速圆周运动这一观点的怀疑 3 开普勒对天体运动的观点开普勒对天体运动的观点总结起来可以归纳为开普勒三大定律 4 对开普勒三大定律的解释 举例 地球绕太阳运动结论 1 太阳在地球运动轨道的焦点上 2 近日点的速率最大 远日点的速率最小 基础知识的应用1 在太阳系中 有九大行星绕太阳运行 由远近分别是 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 那么它们绕太阳运行的周期最短的是 水星 2 关于行星运动 以下说法正确的是 a 行星轨道的半长轴越长 自转周期越大 b 行星轨道的半长轴越长 公转周期越大 c 水星的半长轴最短 公转周期最大 d 冥王星离太阳 最远 绕太阳运动的公转周期最长 b d 3 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 a 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 b 行星绕太阳运动时 太阳位于行星轨道的中心处 c 离太阳越近的行星运动周期越长 d 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 d 十七世纪 德国人开普勒在 日心说 的基础上 整理了他的老师 丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据后 经过四年艰苦计算 总结了关于行星运动的三条规律 即 开普勒 1571 1630 joanheskepler 开普勒第一定律也叫椭圆轨道定律 它的具体内容是 所有行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动 太阳在这些椭圆的一个焦点上 他当时算出 火星的偏心率为0 093 是当时所知的在太阳系内最大的 因此椭圆轨道最为明显 他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论 开普勒在确定地球运行轨道时发现 若将地球绕太阳运行的轨道分为若干小段 每一段与太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积 开普勒把这一结果推广到其他行星 就得到了开普勒第二定律 对任意行星来说 他与太阳的连线 称为径矢 在相等的时间内扫过相等的面积 开普勒自发表了第一 二定律后 又过了十年 经过更加艰苦的努力 在数字的海洋里提炼出了联系各行星轨道的第三定律 第三定律的具体表述是 行星绕太阳运动轨道半长轴a的立方与运动周期的平方成正比 一 地心说对天体的运动 历史上有过 地心说 和 日心说 两种对立的认识 发生过激烈的斗争 在古代 以希腊亚里士多德为代表 认为地球是宇宙的中心 其它天体则以地球为中心 在不停地运动 这种观点 就是 地心说 公元二世纪 天文学家托勒玫 把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系 发展完善了 地心说 描绘了一个复杂的天体运动图象 在托勒密的天体运行示意图里 描述的行星运动非常复杂 托勒密认为 行星p在以c点为中心的轨道上做匀速圆周运动的同时 圆心c点也沿以o点为圆心的轨道相对于离地球不远的q点做匀速圆周运动 这两种运动的复合 构成了行星的运动 我们通常把以c点为中心的圆周轨道称为本轮 以o点为中心的圆周轨道称为均轮 二 日心说随着天文观测不断进步 地心说 暴露出许多问题 逐渐被波兰天文学家哥白尼提出的 日心说 所取代 波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算 于1543年出版了 天体运行论 正式提出 日心说 日心说 认为 太阳不动 处于宇宙的中心 地球和其它行星公转还同时自转 托勒玫 90 168 claudiuspeolemy 哥白尼 1473 1543 nicolas 日心说 对天体的描述大为简化 同时打破了过去认为其它天体