萬有引力和航天.ppt

,萬有引力和航天,一.行星的運動,學習要求,知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。,知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。,知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量無關(guān)。,認為地球是宇宙中心，任何星球都圍繞地球旋轉(zhuǎn)。該學說最初由古希臘學者歐多克斯提出，后經(jīng)亞里士多德、托勒密進一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來。盡管它把地球當作宇宙中心是錯誤的，然而它的歷史功績不應(yīng)抹殺。,一、地心說,地心說,托勒密于公元二世紀，提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學說，即“地心說”. 地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮及其他的行星都繞地球運動 地心說直到16世紀才被哥白尼推翻.,托 勒 密（古希臘）,（符合人們的直接經(jīng)驗）,二、日心說,認為太陽是宇宙的中心，地球和其他行星都繞太陽轉(zhuǎn)動。日心說最早于十六世紀，由波蘭天文學家哥白尼提出。 哥白尼認為，地球不是宇宙的中心，而是一顆普通行星，太陽才是宇宙的中心，一年的周期是地球每年繞太陽公轉(zhuǎn)一周的反映。,日心說,哥白尼在16世紀提出了日心說 日心說認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動 1543 年哥白尼的天體運行論 出版，書中詳細描述了日心說理論.,哥 白 尼(波蘭）,丹麥天文學家，精于觀測。 1601年，第谷臨終前，把自己畢生對火星的觀測資料全部留給了開普勒，委托他進行整理研究。 1572年，他觀測到仙后座出現(xiàn)了一顆過去從來沒見過的亮星。,第谷（丹麥）,仙后座的新星爆發(fā),開普勒（德國）,在天文學史上，開普勒享有“天空立法者”的盛譽。 開普勒觀念的基礎(chǔ)是日心說。 1609年和1619年發(fā)表了行星運動的三個定律。,三、開普勒三定律,開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的其中一個焦點上。,行星軌道,半長軸a,b,o,圖釘,圖釘,半短軸,看P29,3、開普勒三定律,開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的其中一個焦點上。,行星軌道,開普勒第二定律（面積定律）,對任意一個行星來說,太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。即近日點速率最大，遠日點速率最小。,開普勒自發(fā)表了第一、二定律后，又過了十年，經(jīng)過更加艱苦的努力，在數(shù)字的海洋里提煉出了聯(lián)系各行星軌道的第三定律。,3、開普勒三定律,開普勒第一定律（軌道定律）,所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的其中一個焦點上。,開普勒第二定律（面積定律）,太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。即近日點速率最大，遠日點速率最小。,開普勒第三定律（周期定律）,所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,即: a13：a23=T12：T22,k的大小與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)。,或: a3/T2=k,一、地心說與日心說,地球是中心太陽是中心宇宙無限,（科學精神推動了認識發(fā)展）,二、行