工学行星的运动PPT课件

1、万有引力定律万有引力定律Law of Universal Gravitation 第1页/共33页一、行星的运动一、行星的运动第2页/共33页太阳系示意图太阳系示意图降格为 矮行星 宇宙的中心在哪里？第3页/共33页1 1、地心说、地心说(Geocentric Universe)(Geocentric Universe)托勒密托勒密托勒密: :（建立了完整的地心说体系）（建立了完整的地心说体系） 地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并并且静止不动且静止不动, ,一切行星围绕一切行星围绕地球做圆周运动地球做圆周运动第4页/共33页2 2、日心说、日心说(Solarcentric Univers

2、e)(Solarcentric Universe)哥白尼：哥白尼： 太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心, ,并且并且静止不动静止不动, ,一切行星都围绕太一切行星都围绕太阳做圆周运动阳做圆周运动。第5页/共33页地心说和日心说的共同点：托勒密托勒密: :地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,一切行星围绕地一切行星围绕地球做圆周运动球做圆周运动哥白尼：哥白尼： 太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,一切行星都围绕一切行星都围绕太阳做圆周运动太阳做圆周运动。第6页/共33页第 谷（丹麦）开普勒（德国）多年的刻苦计算多年的刻苦计算二十年的精心

3、观测二十年的精心观测 较小的误差 否定19 种假设行星轨道为椭圆若是匀速圆周运动怎么回事呢第7页/共33页开普勒开普勒三大定律开普勒三大定律开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）第8页/共33页开普勒开普勒三定律开普勒三定律 对于某一个行星而言，太阳和行星对于某一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）行星轨道焦点太阳ttt第9页/共33页k k水=3.36=3.3610101818K K金=3.35=3.3510101818K K地=3.31=3.3110101818分析下列数

4、据，你能得到什么关系？分析下列数据，你能得到什么关系？半长轴TkTR23或： R水水3：R火火3=T水水2：T火火2第10页/共33页 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。周期的平方成正比。或： R13：R23=T12：T22开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律） 开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律万有引力定律打下了坚实的打下了坚实的基础基础kTR23半长轴T注意: k的大小与行星无关，只与太阳有关。第11页/共33页1、海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？2、实际上，多数行星的

5、轨道与圆十分接近，那么开普勒三定律又当如何表述呢？观察八大行星图后请思考:第12页/共33页1 1、开普勒第一定律（、开普勒第一定律（轨道定律轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（、开普勒第二定律（面积定律面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。3 3、开普勒第三定律（、开普勒第三定律（周期定律周期定律）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 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

6、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。简化模型后的开普勒三定律：第13页/共33页1 1、开普勒第一定律（、开普勒第一定律（轨道定律轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（、开普勒第二定律（面积定律面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。3 3、开普勒第三定律（、开普勒第三定律（周期定律周期定律）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 k 的大小与行星无关，只与太阳质量有关。短轴长轴32RkTR总结开普勒三定律可以推广到其他星系吗？怎么用？开普勒三定

7、律可以推广到其他星系吗？怎么用？第14页/共33页开普勒三定律在地球卫星系中的推广一、二、三、第15页/共33页一、形似沙漏的五彩星云 这是一团距离地球3000光年的星云，学名为Mz3。与其它星云有所不同的是：该星云看上去就像是一只“沙漏”，中间窄，两头宽(平常发现的其它星云通常为圆形)。星云两头不时冒出泡泡。这种现象令天文学家惊奇不已。 “最酷最炫”的太空图片1第16页/共33页二、让人看了做恶梦的“鬼头星云”该图是哈勃望远镜拍摄的“鬼头星云”照片。NGC 2080是“鬼头星云”的学术名，它位于剑鱼座30星云南方的一条恒星诞生区。“鬼头星云”的颜色和形状十分怪异，就象“双目炯炯”的“鬼头”。

8、天文学家认为，从“鬼头”中散发出来的红光和蓝光其实是邻近的恒星对氢气加热而形成，绿光来自灼热的氧气，中心的白色区域是三种颜色光的组合。两只“鬼眼”是温度极高的氢气和氧气区。“最酷最炫”的太空图片2第17页/共33页三、绚烂、神秘的极光由于太阳活动频繁，美国北部几个州的居民难得地见到了平常只出现在南北极的美丽极光。极光绚烂、神秘，那些希望远离人类喧嚣的天文迷恨不得乘极光离开地球。 “最酷最炫”的太空图片3第18页/共33页 四、怒气冲冲的太阳 太阳风暴平均11年爆发一次。 图片的确很美，但千万别跑到操场上看太阳、找耀斑，因为“太阳公公”怒气未消，他灼热的“目光”会让你的眼睛很受伤。“最酷最炫”的

9、太空图片第19页/共33页五、火星上的日出美景来看看日出美景。这可不是普通的日出景色，而是火星上的日出景色。天文艺术家利用电脑软件和有关数据创作了这幅图片，图中显示的是“火星大峡谷”的3D外形结构，有人认为“火星大峡谷”是由冰川或水流腐蚀形成。 “最酷最炫”的太空图片5第20页/共33页六、笼罩在沙尘阴霾中的火星这是两幅摄于不同时间的火星图片。左边的一幅摄于今年七月火星离地球最近时，当时火星正对着太阳，星球被照得通亮，山脉沟壑清晰可见；右边的一幅摄于今年九月初，那时，火星上的沙尘暴已经肆虐了近两个月，整个火星笼罩在一片沙尘阴霾之中。幸亏地球上没有出现这样的沙尘暴！“最酷最炫”的太空图片6第21

10、页/共33页七、经历暴风雨的木星看这幅由木星探测器发回地球的照片：木星上正经历暴风雨。在图片中，暴风雨地点被标以较醒目的颜色；插入的黑白小图则表明木星上还有闪电。“最酷最炫”的太空图片7第22页/共33页1. 关于行星的运动,下列说法正确的有是 ( )( ) A 行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越大 B 行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大 C 行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越大 D “海王星”离太阳最远,绕太阳运动的公转 周期最长BD第23页/共33页2.开普勒关于行星运动的公式R3/T2=k,以下理解正确的是( ) A k是一个与行星无关的常量 B k代表行星运动的轨道半径 C T

11、代表行星运动的自转周期 D T代表行星绕太阳运动的公转周期AD第24页/共33页3、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期大约是（ ） A、14d之间 B、48d之间 C、816d之间 D、1620d之间B第25页/共33页5.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为_第26页/共33页 6、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？提供数据：（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆；（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2的18倍。第27页/共33页作业：课后梯级演练： 第一章 第一节第28页/共33页 例1某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则