行星的運(yùn)動(dòng)ppt課件

1、1第六章第六章 萬有引力與航天萬有引力與航天2第一節(jié)第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng)行星的運(yùn)動(dòng)34 托托 勒勒 密密（希臘人希臘人90-168） 地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并且靜止不動(dòng)并且靜止不動(dòng), ,一切行星圍繞地球運(yùn)動(dòng)一切行星圍繞地球運(yùn)動(dòng)古代天文學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究古代天文學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究5 太陽是宇宙的中心太陽是宇宙的中心, ,并且靜止不動(dòng)并且靜止不動(dòng), ,一切行星都圍繞太陽運(yùn)動(dòng)。一切行星都圍繞太陽運(yùn)動(dòng)。哥哥 白白 尼尼（波蘭人（波蘭人1473-1543）6布魯諾布魯諾（意大利人1548-1600）日心說的堅(jiān)持者日心說的堅(jiān)持者為科學(xué)付出了生命的代價(jià)為科學(xué)付出了生命的代價(jià) 他把全

2、身心都投入到行星位置的測(cè)量中。把天體位他把全身心都投入到行星位置的測(cè)量中。把天體位置測(cè)量的誤差由置測(cè)量的誤差由1010減少到減少到2 2。第第 谷谷（丹麥1546-1601）使日心說進(jìn)一步完善使日心說進(jìn)一步完善7日心說的進(jìn)一步完善日心說的進(jìn)一步完善開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律開普勒開普勒（德國(guó)人1571-1630）8 所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律1、開普勒第一定律：（軌道定律）、開普勒第一定律：（軌道定律）太陽太陽行星9半短軸半短軸b102 2、開普勒第

3、二定律：（面積、開普勒第二定律：（面積對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過等的面積相等的時(shí)間內(nèi)掃過等的面積tststsDABCEF太陽太陽行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速率減小，由遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速率增大行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速率減小，由遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速率增大11 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等kTa233、開普勒第三定律：（周期定律）、開普勒第三定律：（周期定律）比值比值k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量C太陽半長(zhǎng)軸a

4、半短軸AB行星121314日地月運(yùn)動(dòng)日地月運(yùn)動(dòng)15中學(xué)階段對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的軌道按圓軌道研究：中學(xué)階段對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的軌道按圓軌道研究：1 1、行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽、行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。處在圓心。2 2、對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的、對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的（或線速度）大小不變，即行星做勻（或線速度）大小不變，即行星做勻角速度角速度速圓周運(yùn)動(dòng)。速圓周運(yùn)動(dòng)。3 3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)二次方的比值都相等。二次方的比值都相等。周期的周期的16第二節(jié)第二節(jié) 太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力 問題

5、：行星為什么繞太陽如此和諧而又有規(guī)律地做橢圓運(yùn)動(dòng)？問題：行星為什么繞太陽如此和諧而又有規(guī)律地做橢圓運(yùn)動(dòng)？17伽利略伽利略在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。開普勒開普勒笛卡爾笛卡爾胡克胡克18牛頓牛頓 (16431727)(16431727)英國(guó)著名的物理學(xué)家英國(guó)著名的物理學(xué)家 當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，也經(jīng)過類似這樣的思考，并憑借其也經(jīng)過類似這樣的思考，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。牛頓在牛頓在1676年給友人的信中寫道：年給友人的

6、信中寫道： 如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀Ｈ绻f我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?9太陽太陽行星行星r太陽太陽行星行星a簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化F太陽太陽行星行星20太陽對(duì)行星的引力太陽對(duì)行星的引力1、設(shè)行星的質(zhì)量為、設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為，速度為v，行星到太陽的距離為，行星到太陽的距離為r，則行星繞太陽做勻速圓周，則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力太陽對(duì)行星的引力來提供運(yùn)動(dòng)的向心力太陽對(duì)行星的引力來提供rvF2m2 2、天文觀測(cè)難以直接得到行星的速度、天文觀測(cè)難以直接得到行星的速度v v，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期T TTrv2224TmrF代入

7、代入rvF2m有有213、根據(jù)開普勒第三定律、根據(jù)開普勒第三定律kTr23krT32224rmkF即即所以所以224TmrF代入得代入得4、太陽對(duì)行星的引力、太陽對(duì)行星的引力 2rmF 即即224rmkF 太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方太陽對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比。成反比。22行星對(duì)太陽的引力行星對(duì)太陽的引力 根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽引力根據(jù)牛頓第三定律，行星對(duì)太陽引力F應(yīng)滿足應(yīng)滿足2,rMF行行星星FF太太陽陽23太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力2rMmF 2rMmGF G比例系數(shù)，與太陽、行星的

8、質(zhì)量無關(guān)比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)則太陽與行星間的引力大小為則太陽與行星間的引力大小為方向：沿著太陽和行星的連線方向：沿著太陽和行星的連線241. 下列說法正確的有下列說法正確的有 ( ) A 太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn) B 行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向 C 行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直 D 地心說的說法是正確的地心說的說法是正確的2. 關(guān)于關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)行星的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的有是下列說法正確的有是 ( ( ) ) A 行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)的周期就越自轉(zhuǎn)的周期就越 大大 B 行