行星的運動2.ppt

行星的運動 思考 行星按照怎樣的規(guī)律運動呢 2 地心說 和 日心說 的觀點 代表人物分別是什么 1 古代人對天體運動存在哪些看法 預(yù)習(xí)課本 回答問題 1 地心說 代表人物 托勒密 觀點 地球是宇宙的中心 是靜止不動的 太陽 月亮以及其他行星都繞地球運動 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 1 統(tǒng)治很長時間的原因 符合人們的日常經(jīng)驗 符合宗教地球是宇宙的中心的說法 2 托勒密 地心說 模型存在的問題 隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展 人們希望借助星星的位置為船隊導(dǎo)航 因而對行星的運動觀測越來越精確 科學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測數(shù)據(jù) 用托勒密的 地心說 模型很難得出完美的解答 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 2 日心說 代表人物 哥白尼 觀點 太陽才是宇宙的中心 太陽是靜止不動的 地球和其他行星都是圍繞太陽做勻速圓周運動 一年的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周的反映 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 1 哥白尼日心說為什么在發(fā)表一個世紀中完全被人們所忽視 在他的著作中 日心說 只是一個 假設(shè) 當(dāng)時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中 在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)據(jù) 根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測結(jié)果相符合 2 日心說完全正確嗎 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 3 對天體運動的進一步研究 天才觀察者 第谷 布拉赫 第谷 丹麥 哥白尼的宇宙體系動搖了基督教宇宙體系的根基 但它并沒有在天文測算的精確度上有多大的提高 近代早期最重要的觀測工作是由丹麥的第谷 1546 1601 進行的 他成功的把觀測誤差縮小到2分 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 1609年開普勒在 新天文學(xué) 一書中公布了開普勒第一 第二定律 1619年又公布了開普勒第三定律 2 真理超出希望 開普勒 1571 1630 是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛(wèi)太陽中心說并在天文學(xué)方面有突破性成就的人物 一 人們對行星運動的認識發(fā)展過程 所有的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 1 開普勒第一定律 二 開普勒三定律 1 開普勒第一定律 探究活動一 動畫 橢圓特征 1 橢圓 平面內(nèi)與兩個定點F1 F2的距離之和等于常數(shù) 大于 F1F2 的點的軌跡叫做橢圓 這兩個定點叫做橢圓的焦點 兩焦點間的距離叫做焦距 半長軸 0A1 0A2 半短軸 0B1 0B2 焦點 F1 F2焦距 F1F2 2 當(dāng)焦距長度變化時 曲線會變成什么形狀 3 當(dāng)兩焦點重合時 曲線會變成什么形狀 1 開普勒第一定律 對于任意一個行星來說 它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積 2 開普勒第二定律 二 開普勒三定律 由扇形面積 由上可知 在S相同 時間t也相同時 半徑r越小 則速度v越大 你能分析近日點與遠日點速度大小關(guān)系嗎 2 開普勒第二定律 行星運動繞太陽運動的軌道是什么形狀 圓 探究活動二 2 開普勒第二定律 結(jié)論 秋冬兩季比春夏兩季時間短 請計算一下春夏秋冬的時間 2 開普勒第二定律 原因分析 假設(shè)地球繞太陽的運動是一個橢圓運動 太陽在焦點上 根據(jù)曲線運動的特點 得在秋分到冬至再到春分的時間比從春分到夏至再到秋分的時間短 所以秋冬兩季比春夏兩季要短 2 開普勒第二定律 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 a 半長軸T 公轉(zhuǎn)周期 3 開普勒第三定律 二 開普勒三定律 分組計算完成表格 驗證開普勒第三定律 探究活動三 3 開普勒第三定律 衛(wèi)星是否有類似性質(zhì) 那么k值與哪些因素有關(guān)呢 3 開普勒第三定律 結(jié)論 k值與中心天體有關(guān) 而與環(huán)繞天體無關(guān) 注意 1 開普勒定律不僅適用于行星 也適用于衛(wèi)星 只不過此時比值k是由中心天體所決定的另一恒量 2 開普勒定律是總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律 它們每一條都是經(jīng)驗定律 3 開普勒第三定律 什么情況下橢圓可以與圓很接近 回憶思考 行星的軌道與圓十分接近 在高中我們一般按圓處理 因此 行星圍繞太陽運動的軌道可以認為是圓 太陽處在圓心 行星繞太陽做勻速圓周運動 所有行星的軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 總體來說 就是變速橢圓運動作為勻速圓周運動處理 對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑 三 行星運動近似處理方法 神舟六號沿半徑為R的圓周繞地球運動 其周期為T 如果飛船要返回地面 可在軌道上的某一點A處 將速率降低到適當(dāng)數(shù)值 從而使飛船沿著以地心為焦點的特殊橢圓軌道運動 橢圓和地球表面在B點相切 如圖所示 如果地球半徑為R 求飛船由A點到B點所需的時間 思考題 四 鞏固提高 明確日心說與地心說的代表人物與主要觀點明確第一定律反映了行星運動的軌跡是橢圓