【課件】行星的運(yùn)動(dòng)+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)+

7.1行星的運(yùn)動(dòng)在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無(wú)限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。從古至今，人類從未停止過(guò)探索星體運(yùn)動(dòng)的奧秘。但你可知經(jīng)歷了多少艱辛曲折？有多少人為此付出辛勞、汗水、甚至生命？關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，歷史上有過(guò)不同的看法.導(dǎo)

入

浩瀚神秘的星空，蘊(yùn)藏著一個(gè)又一個(gè)令人無(wú)法理解的存在。我們生活在這一個(gè)個(gè)秘密當(dāng)中。

古時(shí)候人們認(rèn)為是神在掌控這一切，經(jīng)過(guò)一代代人的努力，人們用物理“奪取”了部分神的權(quán)利，例如解釋了天體的運(yùn)動(dòng)。思考與討論在中國(guó)，雖然人們很早就進(jìn)行了天星觀測(cè)并取得了非凡的成就，但是由于封建集權(quán)的限制，沒(méi)有形成系統(tǒng)的研究。而西方，在亞里士多德提出球星大地的基礎(chǔ)上進(jìn)入了宇宙模型建立的階段。托勒密地心說(shuō)：代表人物：托勒密(90-168)希臘地心說(shuō)：地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮等各星體都圍繞地球做最完美最和諧的圓周運(yùn)動(dòng)。

“地心說(shuō)”行星運(yùn)行圖托勒密（希臘）（公元90-168）總結(jié)了希臘古天文學(xué)的成就，寫成《天文學(xué)大成》。確定了一年的持續(xù)時(shí)間，編制了星表，給出日月食的計(jì)算方法等。他把天體運(yùn)動(dòng)的地心學(xué)說(shuō)給以系統(tǒng)化的論證，后世遂把這種地心體系冠以他的名字，稱為托勒密地心體系。這部巨著是當(dāng)時(shí)天文學(xué)的百科全書(shū)，直到開(kāi)普勒的時(shí)代，都是天文學(xué)家的必讀書(shū)籍。地心說(shuō)行星運(yùn)行圖日心說(shuō)：代表人物：哥白尼(1473-1543)哥白尼日心說(shuō)行星運(yùn)行圖日心說(shuō)：太陽(yáng)是宇宙的中心，且太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)做最完美最和諧的圓周運(yùn)動(dòng)。波蘭天文學(xué)家哥白尼經(jīng)過(guò)近四年的觀測(cè)和計(jì)算，于1543年出版了“天體運(yùn)行論”正式提出“日心說(shuō)”?！叭招恼f(shuō)”對(duì)天體的描述大為簡(jiǎn)化，同時(shí)打破了過(guò)去認(rèn)為其它天體和地球截然有別的界限，是一項(xiàng)真正的科學(xué)革命。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第谷·布拉赫第谷（丹麥1546-1601）：偉大的觀測(cè)天才第谷是“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”的科學(xué)功臣。哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的觀測(cè)，大大提高了測(cè)量的精確程度。在第谷之前，人們測(cè)量天體位置的誤差大約是10’，第谷把這個(gè)不確定性減小到2’。得出行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型。第谷也認(rèn)識(shí)到自己雖然有大量精確可靠的資料，但理論思維，數(shù)學(xué)演繹歸納，不是自己的強(qiáng)項(xiàng)。1600年，開(kāi)普勒做了第谷的助手，朝夕相處，結(jié)成了忘年交。1601年第谷去世，臨終前將自己一生的觀測(cè)資料交給開(kāi)普勒，囑托整理發(fā)表，并且一定要尊重觀察事實(shí)。開(kāi)普勒（德國(guó)1571-1630）偉大的數(shù)學(xué)天才約翰尼斯·開(kāi)普勒開(kāi)普勒用20年的時(shí)間研究了丹麥天文學(xué)家第谷的行星觀測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有假設(shè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是圓，而是橢圓，才能解釋這種差別。開(kāi)普勒先后否定了19種設(shè)想，最后計(jì)算出行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，并且運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，證明了“日心說(shuō)”是正確的。開(kāi)普勒在1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，后人稱為開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。隨著天文觀測(cè)不斷進(jìn)步，“地心說(shuō)”暴露出許多問(wèn)題。逐漸被波蘭天文學(xué)家哥白尼(1473-1543)提出的“日心說(shuō)”所取代。波蘭天文學(xué)家哥白尼經(jīng)過(guò)近四十年的觀測(cè)和計(jì)算，于1543年出版了“天體運(yùn)行論”正式提出“日心說(shuō)”。哥白尼以及日心說(shuō)，建立了全新的模型，問(wèn)題一下變得簡(jiǎn)單。日心說(shuō)開(kāi)啟了現(xiàn)代天文學(xué)的時(shí)代。解放后的天文學(xué)家，在新的模型的基礎(chǔ)上展開(kāi)工作，讓整個(gè)天文學(xué)都獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

“日心說(shuō)”相對(duì)“地心說(shuō)”能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)，但它并沒(méi)有在天文測(cè)算的精確度上有多大的提高。其后，許多天文學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行不斷的探索、完善，建立了最初的天體運(yùn)動(dòng)理論。近代早期最重要的觀測(cè)工作是由丹麥的第谷進(jìn)行的。哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測(cè)量，大大提高了測(cè)量的精確程度。在第谷之前，人們測(cè)量天體位置的誤差大約是10ˊ，第谷把這個(gè)不確定性減小到2ˊ。得出行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型。第谷·布拉赫（1546-1601）丹麥天文學(xué)家和占星學(xué)家“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”的科學(xué)功臣。德國(guó)的物理學(xué)家開(kāi)普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料及數(shù)據(jù)，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8ˊ，而當(dāng)時(shí)第谷公認(rèn)的誤差為2ˊ。開(kāi)普勒經(jīng)過(guò)20年的研究和四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于計(jì)算出行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓，并總結(jié)為行星運(yùn)動(dòng)三大定律。德國(guó)天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家與占星家第谷新宇宙結(jié)構(gòu)：第谷的鼻子關(guān)于第谷，流傳著兩個(gè)八卦故事，其一是有關(guān)他的鼻子。話說(shuō)第谷為人暴躁，在一次在舞會(huì)上與另一位同樣來(lái)自丹麥的貴族發(fā)生了爭(zhēng)吵，埋下了悲劇的種子，因?yàn)椴痪煤鬆?zhēng)吵又一次爆發(fā)，兩人于是決定以貴族的方式來(lái)解決問(wèn)題，展開(kāi)決斗。第谷的劍法顯然不如他的對(duì)手，不過(guò)比266年后的伽羅瓦要幸運(yùn)得多，他只是被斬掉了鼻梁。在第谷的年代顯然沒(méi)有整容手術(shù)，但是他做了一件叫人更瞠目結(jié)舌的事：他自己用金屬做了一個(gè)假鼻子，并極其巧妙地把它安在了自己的臉上。這個(gè)假鼻子的色澤像極了皮膚，而且安裝得天衣無(wú)縫！當(dāng)時(shí)有人記載說(shuō)，第谷整天帶著一個(gè)小盒子，里面裝了膠水，可以隨時(shí)粘他的鼻子。1901年，當(dāng)?shù)诠鹊膲災(zāi)贡淮蜷_(kāi)時(shí)，人們?cè)陲B骨中央發(fā)現(xiàn)了一大攤綠色，說(shuō)明他的鼻子里顯然也含有銅。至于具體是什么成分，也許只有第谷自己才知道了。第谷的死因

關(guān)于第谷的死因，傳統(tǒng)的說(shuō)法頗為稀奇：話說(shuō)這位偉大的天文學(xué)家去參加宴會(huì)，大吃大喝了一番又堅(jiān)決不去廁所，結(jié)果憋尿憋得過(guò)度，以至于撐破了膀胱而死。其死法之尷尬，和杜甫被白酒牛肉脹死不相伯仲。但1991年，哥本哈根大學(xué)對(duì)第谷的毛發(fā)進(jìn)行了一次化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中的汞含量大大超標(biāo)，證明這位天文學(xué)開(kāi)山始祖其實(shí)是死于汞中毒。而1996年的進(jìn)一步檢驗(yàn)則證實(shí)，過(guò)量的汞是在他死去的前一天攝入的。更多的流言頓時(shí)散播開(kāi)來(lái)，說(shuō)第谷死于謀殺，主使者有說(shuō)是教會(huì)，有說(shuō)是魯?shù)婪蚨?，更有甚者認(rèn)為是開(kāi)普勒。然而這些都只是猜測(cè)和假說(shuō)，沒(méi)有定論。2010年2月，布拉格市政府批準(zhǔn)丹麥科學(xué)家挖出遺體的請(qǐng)求，丹麥科學(xué)家在2010年11月和一個(gè)捷克團(tuán)隊(duì)抵達(dá)奧胡斯大學(xué)，取骨頭、頭發(fā)和服裝樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果排除了中毒可能，團(tuán)隊(duì)研判死因?yàn)榘螂灼屏?。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律橢圓的形成所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒第一定律（軌道定律）開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律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。開(kāi)普勒第三定律(周期定律)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡雖然是橢圓，但是我們?cè)谔幚淼倪^(guò)程中近似為圓軌跡來(lái)處理。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律

C地球繞太陽(yáng)的運(yùn)行軌道是橢圓，因而地球與太陽(yáng)之間的距離隨季節(jié)變化。冬至這天地球離太陽(yáng)最近，夏至最遠(yuǎn)。下列關(guān)于地球在這兩天繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)速度大小的說(shuō)法中，正確的是（）A．地球公轉(zhuǎn)速度是不變的B．冬至這天地球公轉(zhuǎn)速度大C．夏至這天地球公轉(zhuǎn)速度大D．無(wú)法確定B已知月球到地心的距離是地球半徑的60倍，周期是27天，求地球同步衛(wèi)星的軌道半徑。已知地球半徑R=6370km。（地球同步衛(wèi)星只能發(fā)射在赤道正上方，與地球自轉(zhuǎn)周期相同為1天，在地球上看來(lái)相對(duì)地球位置不變。）如圖所示，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c質(zhì)量分別為

、

、M（

，

）。在c的萬(wàn)有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道半徑之比

從圖示位置開(kāi)始，在b運(yùn)動(dòng)一周的過(guò)程中，則（）A．角速度大小之比為9：1B．a(chǎn)、b、c共線的次數(shù)為53次C．a(chǎn)、b距離最近的次數(shù)為27次D．a(chǎn)、b距離最遠(yuǎn)的次數(shù)為26次木星周圍的一些衛(wèi)星圍繞木星公轉(zhuǎn)，其軌道可近似看成圓軌道，T和R是衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的周期和軌道半徑。

和

為其中某一顆衛(wèi)星的周期和軌道半徑?？梢灶A(yù)計(jì)，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制的圖像應(yīng)該是下列圖中的（）ABCD