《行星的運動》教學(xué)課件

第六章萬有引力與航天牛頓在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此后三個世紀里物理世界的科學(xué)觀點，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強有力的理論支持，并推動了科學(xué)革命。第一節(jié)行星的運動一、古人對天體運動有哪些看法？1、古人對天體運動存在哪些看法？2、什么是“地心說”，什么是“日心說”？3、哪種學(xué)說占統(tǒng)治地位時間比較長？4、兩種學(xué)說爭論的結(jié)果是什么？一、地心說和日心說地心說日心說代表人物基本論點缺點托勒密哥白尼地球是宇宙的中心，是靜止不動的宇宙的中心是太陽描述天體的運動遇到了困難太陽不是宇宙的中心，行星繞太陽的運動軌道不是圓16世紀，波蘭天文學(xué)家哥白尼根據(jù)天文觀測的大量資料經(jīng)過40多年的天文觀測和潛心研究，提出“日心體系”宇宙圖景

哥白尼的《天體運行論》及其使用過的觀測、計算儀器復(fù)制品這是哥白尼根據(jù)觀測繪制的月球表面哥白尼的日心說哥白尼的銅像伽利略在講解他的觀測發(fā)現(xiàn)伽利略的實驗儀器和實驗記錄筆記伽利略的紀念碑二、開普勒行星運動定律1、古人認為天體做什么運動？2、開普勒認為行星做什么運動？他是怎樣得出這一結(jié)論的？3、開普勒行星運動定律在哪些方面描述了行星繞太陽的規(guī)律?具體表述是什么？1.第谷對天文學(xué)的重大貢獻在于他通過長期觀測積累的有關(guān)行星運行的大量數(shù)據(jù)資料，成為那個時代罕見的天文觀測家，獲得“星學(xué)之王”的美稱。2．1572年11月11日夜間，第谷仰望繁星閃爍的天空，突然發(fā)現(xiàn)仙后座中有一顆前所未見的“新星”。第谷在一篇論文中首次發(fā)明了“新星”（Nova）一詞，并指出，星座一成不變的說法是錯誤的。后人為了紀念他，把這顆新星叫做第谷星。3．第谷對彗星所作的觀測，是他取得的又一個成就。此外，第谷還發(fā)現(xiàn)了許多新的現(xiàn)象，如黃赤交角的變化，月球運行的二均差，以及歲差的測定等。開普勒提出三大定律[探究1]

行星運動繞太陽運動的軌道是什么形狀？地球圓？年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21秋冬兩季比春夏兩季時間短春92天夏94天秋89天冬90天第谷（丹麥）開普勒（德國）四年多的刻苦計算↓二十年的精心觀測↓8分的誤差

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←否定19種假設(shè)↓↓行星軌道為橢圓若是勻速圓周運動……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。開普勒行星運動規(guī)律焦點太陽焦點●開普勒第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。用圖釘和細繩畫橢圓開普勒第二定律：

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。遠處速度慢近處速度快開普勒第三定律：

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。表達式：a3T2=k半長軸行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期短軸長軸探究：行星半長軸(x106km)公轉(zhuǎn)周期(天)K值水星5787.973.36×1018金星1082253.35×1018地球1493653.31×1018火星2286873.36×1018木星7784333土星142610759天王星286930686海王星449560188同步衛(wèi)星0.04241月球0.384427.322結(jié)論k值與中心天體有關(guān)，而與環(huán)繞天體無關(guān)

觀察八大行星圖思考2、金星與地球都在繞太陽運轉(zhuǎn),那么金星上的一天肯定比24小時短嗎?1、海王星離太陽“最遠”，繞太陽運動的公轉(zhuǎn)周期最長，對嗎？1、開普勒第一定律（軌道定律）

所有行星繞太陽的運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。2、開普勒第二定律（面積定律）對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。3、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公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．k

的大小與行星無關(guān)，只與太陽質(zhì)量有關(guān)。小結(jié)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

是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量．

（2）行星的軌道都跟圓近似，因此計算時可以認為行星是做勻速圓周運動．（3）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，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結(jié)出來的．

實際上行星繞太陽的運動很接近圓，在中學(xué)階段，可近似看成圓來處理問題，那么開普勒三定律的形式又如何？1、多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大小）不變，即行星做勻速圓周運動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。1、哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，