7.1 行星的运动 课件(2)-人教版高中物理必修第二册

人教版必修第二册第七章万有引力与宇宙航行7.1行星的运动炫目的星云漂亮的流星火红的太阳【新课导入】不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？一、古代天体运动学说1、亚里士多德古希腊的哲学家，百科全书式的人物。首创“地心说”，宇宙的运动是由上帝推动的.——地心说2、托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，并利用前人积累和他自己长期观测得到的数据，写成了8卷本的《伟大论》。他认为，人居住的地球，静静地屹立在宇宙的中心。各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。——地心说

托勒密地心说地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球运动托勒密提出的以地球为中心的天文学模型被欧洲中世纪的教会统治所利用，并成为教会的理论基础，禁锢了人们的思想和科学发展。托勒密并不是宗教神学的代表，而是一位知识渊博的天文学家，他以观察为依据，不断修正地心说，使得其它星体运动的描述非常繁琐、复杂。3、哥白尼——日心说哥白尼受毕达哥拉斯“宇宙是和谐的，可以用简单数学关系表达宇宙规律”的思想和柏拉图哲学思想影响，使他认为宇宙应当以太阳为中心，并且具有简单数学规律。

哥白尼40岁时重新提出“日心说”，并经过20年时间重新建立了符合简洁与和谐原则的日心模型，达到了与托勒密地心模型相当的精度。日心说太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳运动。哥白尼关于天体运动的两种对立观点：地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳和月亮以及其他行星绕地球转动。代表人物：托勒密。日心说：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动。代表人物：哥白尼。“日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善，因为太阳、地球等天体都是运动的。(1)丹麦天文学家第谷的探索:

在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10′，第谷把这个不确定性减小到2′。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型.

其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。(2)德国物理学家开普勒的研究.

总结了他的导师第谷的全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差8′，而当时第谷公认的误差位2′,开普勒想,这8/可能就是认为行星绕太阳匀速圆周运动造成的.后来他花了四年时间一遍一遍地进行数学计算，通过计算这一怀疑使他发现了行星运动三大定律.开普勒第一定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上A1A2B1B2OO1O2开普勒第二定律若tAB=tCD=tEK，则sAB=sCD=sEK

SEKABCDEKSABSCD对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积SEKABCDEKSABSCD问题：行星的速度是匀速的么？哪里速度最大？哪里最小？近日点速度大于远日点速度开普勒第三定律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公式：1.a

指椭圆轨道的半长轴，T指行星运动的周期2.k

是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，k的大小与行星无关，只与中心天体有关中学里的近似处理实际上，行星的轨道与圆十分接近（图7.1-3），在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。中学里的近似处理1.行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于圆心。2.行星绕太阳做匀速圆周运动3.所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等，即中学里的近似处理②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：③对于不是绕同一天体运动的天体，上面规律不成立，如卫星与行星，则：木星的公转周期是长于一年，还是短于一年？①行星绕太阳运动都符合。例：对于地球和木星，就有开普勒行星