_1行星的运动

1、第六章 万有引力与航天1 行星的运动1.1.知道地心说和日心说的基本内容。知道地心说和日心说的基本内容。 2.2.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。 3.3.了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，是来了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，是来之不易的。之不易的。 地心说地心说 地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、是静止不动的，太阳、月亮等各星体都围绕月亮等各星体都围绕地球做简单而完美的地球做简单而完美的圆周运动。圆周运动。 代表人物：代表人物：亚里士多亚里士多德最先提出，古希腊德最先提出，古希腊的托勒密加以完善。的托勒密加以

2、完善。托托 勒勒 密密日心说日心说 太阳是宇宙的中心，太阳是宇宙的中心，且太阳是静止不动且太阳是静止不动的，地球和其他行的，地球和其他行星都绕太阳做简单星都绕太阳做简单而完美的圆周运动。而完美的圆周运动。 代表人物：代表人物：波兰科学家哥白尼波兰科学家哥白尼 哥白尼（哥白尼（Nicolaus CopernicusNicolaus Copernicus，1473-15431473-1543），波兰天文学家、日心），波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。说创立者，近代天文学的奠基人。 开普勒开普勒(JohannesKepler,1571-1630) 德国天文学家德国天文学家 开普勒三大定

3、律开普勒三大定律 第谷第谷 （1546-16011546-1601） 丹麦天文学家丹麦天文学家第谷（丹麦）第谷（丹麦）开普勒（德国）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测否定否定19 19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动8 8分的误差分的误差 一一. .开普勒第一定律（椭圆定律）开普勒第一定律（椭圆定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，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。太阳处在椭圆的一个焦点上。 思考：思考：第一定律说明了行星运动轨迹的形状第一定律说明了行星运动轨迹的形状, ,不同的行

4、星绕不同的行星绕太阳运行的椭圆轨道相同吗太阳运行的椭圆轨道相同吗? ? 提示：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样提示：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样, ,但这些轨道但这些轨道有一个共同的焦点有一个共同的焦点, ,即太阳所处的位置。即太阳所处的位置。 二二. .开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律） 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。内扫过相等的面积。 思考思考: :行星沿着椭圆轨道运行行星沿着椭圆轨道运行, ,太阳位于椭圆的一个焦点太阳位于椭圆的一个焦点上上, ,则行星在远日点的速率与在近日点的速率谁

5、大？则行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？ 行星在近日点的速率大于在远日点的速率。行星在近日点的速率大于在远日点的速率。 三三. .开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。方跟公转周期的平方的比值都相等。若用若用a a表示椭圆半长轴，表示椭圆半长轴，T T代表公转周期，则开普代表公转周期，则开普勒第三定律告诉我们：勒第三定律告诉我们：32akT例例1.1.我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为我们假设地球绕太阳运动时的轨道半长轴为a a地地，公，公转周期为转周期为T T地，地，火星绕

6、太阳运动时的轨道半长轴为火星绕太阳运动时的轨道半长轴为a a火，火，公转公转周期为周期为T T火，火，那这些物理量之间应该满足怎样的关系？那这些物理量之间应该满足怎样的关系？ 3322aak()TT火日地日地日火日常量太阳系中的水星和金星均在各自的轨道上绕太阳运动，轨太阳系中的水星和金星均在各自的轨道上绕太阳运动，轨道半径比为道半径比为R R1 1：R R2 2=2=2：1 1，它们的质量比为它们的质量比为M M1 1：M M2 2=4=4：1 1，求，求它们绕太阳运动的周期比它们绕太阳运动的周期比T T1 1：T T2 2？练习练习1.1.32kRT由33122212RRTT解：解：2311

7、232281TRTR1282 2TT即即答：答：T T1 1：T T2 2为为2 21 ：开普勒三大定律的近似处理开普勒三大定律的近似处理 行星绕太阳运动轨道是圆，太阳处在圆心上。行星绕太阳运动轨道是圆，太阳处在圆心上。 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。 所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。的比值都相等。 1 1下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( )A.A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及

8、其他行星都绕地球运地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动动B.B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C.C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D D.“地心说地心说”和哥白尼提出的和哥白尼提出的“日心说日心说”现在看来都是不现在看来都是不正确的正确的D D2.2.神舟六号沿半径为神舟六号沿半径为R R的圆周轨道绕地球运动，其周期为的圆周轨道绕地球运动，其周期为T T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A A处，将速率处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球