高中物理必修二_6-1行星的運(yùn)動(dòng)

1、第六章 萬有引力與航天一、行星的運(yùn)動(dòng)一、行星的運(yùn)動(dòng) 一、行星的運(yùn)動(dòng)一、行星的運(yùn)動(dòng)地心說日心說日心說“日心說日心說”認(rèn)為：認(rèn)為：太太陽是宇宙的中心，是靜陽是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其它止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)。行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)。 地心說的代表：地心說的代表：托 勒 密均輪均輪本輪本輪火星火星地球地球火星運(yùn)動(dòng)路徑火星運(yùn)動(dòng)路徑二、日心說的代表二、日心說的代表哥 白 尼 （4)4)恒星和太陽間的距離十分遙遠(yuǎn)，比日地恒星和太陽間的距離十分遙遠(yuǎn)，比日地 間的距離要大得多。間的距離要大得多。 哥白尼的日心說體系的主要內(nèi)容是：哥白尼的日心說體系的主要內(nèi)容是：(1)(1)水星、金星、火星、木

2、星、土星和地球一樣水星、金星、火星、木星、土星和地球一樣，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽公轉(zhuǎn)。，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽公轉(zhuǎn)。(2)(2)月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球?yàn)橹行牡膱A月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球?yàn)橹行牡膱A軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)。軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)。(3)(3)地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實(shí)際上不轉(zhuǎn)動(dòng)，地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實(shí)際上不轉(zhuǎn)動(dòng)，只是由于地球的自轉(zhuǎn)才使我們看到了日月星辰每只是由于地球的自轉(zhuǎn)才使我們看到了日月星辰每天東升西落的現(xiàn)象。天東升西落的現(xiàn)象。 為什么為什么“地心說地心說”能統(tǒng)治能統(tǒng)治人們一千多年？人們一千多年？ 1. 1. 符合

3、人們的日常經(jīng)驗(yàn)符合人們的日常經(jīng)驗(yàn),能解釋天文現(xiàn)能解釋天文現(xiàn) 象，預(yù)測行星方位，在航海、生產(chǎn)中應(yīng)用。象，預(yù)測行星方位，在航海、生產(chǎn)中應(yīng)用。 2. 符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙的符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙的中心的說法。中心的說法。 最終最終“日心說日心說”為為何能戰(zhàn)勝何能戰(zhàn)勝“地心說地心說”？為科學(xué)真理獻(xiàn)身的為科學(xué)真理獻(xiàn)身的布魯諾布魯諾布魯諾布魯諾 喬爾丹諾喬爾丹諾布魯諾（布魯諾（Giordano Bruno）是舉世聞名的文藝復(fù)興時(shí)期）是舉世聞名的文藝復(fù)興時(shí)期的思想家。他宣傳哥白尼的日心說，的思想家。他宣傳哥白尼的日心說，宣傳進(jìn)步的宇宙觀，反對地心說，反宣傳進(jìn)步的宇宙觀，反對地心說，反對宗教哲學(xué)，引

4、起了羅馬宗教裁判所對宗教哲學(xué)，引起了羅馬宗教裁判所的恐懼和仇恨。的恐懼和仇恨。1592年，布魯諾在威年，布魯諾在威尼斯被捕入獄，在被囚禁的八年中，尼斯被捕入獄，在被囚禁的八年中，布魯諾始終堅(jiān)持自己的學(xué)說，最后被布魯諾始終堅(jiān)持自己的學(xué)說，最后被宗教裁判所判為宗教裁判所判為“異端異端”燒死在羅馬燒死在羅馬鮮花廣場。鮮花廣場?！敖茖W(xué)之父近代科學(xué)之父”伽利略伽利略伽利略伽利略 伽利略伽利略伽利雷伽利雷 (15641642) 是意大利文藝復(fù)興后期偉大的是意大利文藝復(fù)興后期偉大的天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家；也是近代物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家；也是近代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開拓者。

5、由于他實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開拓者。由于他的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日心說的觀點(diǎn)，在心說的觀點(diǎn)，在1632年年2月被月被宗教法庭判為終身監(jiān)禁。宗教法庭判為終身監(jiān)禁。天才的天才的觀測觀測家家他他2020多年精心觀測得到大量的多年精心觀測得到大量的資料，為開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)資料，為開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律準(zhǔn)備了基礎(chǔ)三定律準(zhǔn)備了基礎(chǔ). .畢生精力投入到行星位置的畢生精力投入到行星位置的測量中，他所做的天文儀器觀測量中，他所做的天文儀器觀測精度之高，是他同時(shí)代的人測精度之高，是他同時(shí)代的人望塵莫及的望塵莫及的. .第 谷 第谷第谷布拉赫

6、（布拉赫（1546-16011546-1601），丹），丹麥天文學(xué)家和占星學(xué)家。擅長行星的麥天文學(xué)家和占星學(xué)家。擅長行星的觀測觀測數(shù)學(xué)天才數(shù)學(xué)天才按照勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行按照勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嘗試性計(jì)算嘗試性計(jì)算. .與第谷的觀測數(shù)據(jù)有與第谷的觀測數(shù)據(jù)有8 8的的角度偏差角度偏差. .“完美完美”的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)第一次受到了懷疑第一次受到了懷疑. . 開 普 勒 開普勒（開普勒（1571-16301571-1630），德國天），德國天文學(xué)家，第谷的助手文學(xué)家，第谷的助手, ,擅長數(shù)學(xué)歸納擅長數(shù)學(xué)歸納行星軌道行星軌道焦點(diǎn)焦點(diǎn)太陽太陽焦點(diǎn)焦點(diǎn)o焦點(diǎn)焦點(diǎn)半長軸a橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦橢圓上某點(diǎn)到兩

7、個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系距離之和有什么關(guān)系?離離太太陽陽近近時(shí)時(shí)速速度度快快離離太太陽陽遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)時(shí)速速度度慢慢FF地球kTa23問題猜想問題猜想: : 這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系量關(guān)系, ,但是比值但是比值k k是一個(gè)與行星無是一個(gè)與行星無關(guān)的常量關(guān)的常量, ,那么你能猜想出它可能那么你能猜想出它可能跟誰有關(guān)呢跟誰有關(guān)呢? ? 觀察八大行星圖思考觀察八大行星圖思考2、金星與地球都在、金星與地球都在繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn),那么金星那么金星上的一

8、年肯定比上的一年肯定比365天短嗎天短嗎?1、海王星離太陽、海王星離太陽“最遠(yuǎn)最遠(yuǎn)”的行星，繞的行星，繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長，對嗎？最長，對嗎？行星行星半長軸半長軸(x106km) 公轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期(天天)K值值水星水星5787.973.361018金星金星1082253.351018地球地球1493653.311018火星火星2286873.361018木星木星7784333土星土星142610759天王星天王星286930686海王星海王星449560188同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星0.04241月球月球0.384427.322kTr23例題例題:1 1、開普勒第一定律（、開普勒

9、第一定律（軌道定律軌道定律）所有行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的所有行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。一個(gè)焦點(diǎn)上。2 2、開普勒第二定律（、開普勒第二定律（面積定律面積定律） 對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。內(nèi)掃過相等的面積。3 3、開普勒第三定律（、開普勒第三定律（周期定律周期定律） 所有行星的橢圓軌道的所有行星的橢圓軌道的半長軸半長軸的的三次方跟三次方跟公轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相的平方的比值都相等等 （k 的大小與行星無關(guān)，的大小與行星無關(guān)，只與太陽質(zhì)量有關(guān)。）只與太陽質(zhì)量有關(guān)。）小結(jié)小結(jié)kTa23 2、神舟六號(hào)沿半徑為、神舟六號(hào)沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點(diǎn)道上的某一點(diǎn)A處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，處，將速率降低到適