开普勒三大定律

在浩瀚的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星由这些无数天体组成的广袤无垠的宇宙始终是人们渴望了解、不断探索的领域。这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力的有关知识，了解万有引力定律的发现及其在天体运动中的作用。,新课导入：,1.古代人们对天体运动的认识有哪些理论观点？2.每个理论观点的内容及代表人物？3.哪位科学家否定了古人的观点，他发现了什么定律？,一、人们对行星运动的认识发展过程,教师提问：,代表人物：托勒密,一、人们对行星运动的认识发展过程,1、地心说,观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。,时间：公元世纪,代表人物：哥白尼,2、日心说,观点：太阳才是宇宙的中心，太阳是静止不动的，地球和其他行星都在围绕太阳做匀速圆周运动。,例证：1609年，伽利略发明了望远镜，他发现了围绕木星转动的卫星，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。,(1)天才观测家：第谷布拉赫,第谷（丹麦）,3、对天体运动的进一步研究,第谷出生于丹麦，他把毕生精力都投入到行星位置的测量中，并把天体位置的不确定性由之前的10减少到2(=60)，他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。,3、对天体运动的进一步研究,(2)真理超出期望:开普勒,开普勒是第谷的学生，从1600年开始与第谷一起工作，18个月后，老师去世，他开始精心整理老师的观测数据，经过多年的尝试计算，终于于1609年和1619年发表了行星运动三定律。不过，开普勒并不知道，他所发现的定律蕴涵着极其重大的“天机”万有引力定律。,二、开普勒三定律,1、开普勒第一定律,所有的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。,椭圆：平面内与两个定点F1、F2的距离之和等于常数（大于|F1F2|）的点的轨迹叫做椭圆，这两个定点叫做椭圆的焦点，两焦点间的距离叫做焦距。,半长轴：|OA1|=|OA2|半短轴：|OB1|=|OB2|焦点：F1、F2焦距：|F1F2|,1、开普勒第一定律,2、开普勒第二定律,对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。,由扇形面积,由上可知，在S相同，时间t也相同时，半径r越小，则速度v越大。,你能分析近日点与远日点速度大小关系吗？,2、开普勒第二定律,a：半长轴T：公转周期,3、开普勒第三定律,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,3、开普勒第三定律,3、开普勒第三定律,0.0000762,0.0000762,注意：,1.开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过比值k是由中心天体所决定的。,3、开普勒第三定律,注意：,.定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的，它为万有引力定律的发现奠定了基础。,八大行星轨道数据表（d太阳=1.39106km）,建立模型,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。,科学足迹,牛顿(16431727)英国著名的物理学家,当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。,三、太阳与行星间的引力,建立模型,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力：,科学探究,探究1:太阳对行星的引力F,科学探究,探究2:行星对太