行星的运动课件1

第六章万有引力与航天1一、行星的运动231、地心说代表人物：托勒密观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球做简单的完美的圆周运动。。科学的足迹4地心说

5哥白尼：拦住了太阳，推动了地球观点：1543年发表的《天体运行论》中提出

太阳是宇宙的中心，且太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳做简单而完美的圆周运动。

2.日心说科学的足迹哥白尼（NicolausCopernicus，1473-1543），波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。

6日心说

73.日心说的进一步完善天才观察者：第谷·布拉赫科学的足迹

把天体位置测量的误差由10/减少到2/第谷（丹麦）8(2)开普勒：真理超出希望3.日心说的进一步完善科学的足迹天空的立法者

德国天文学家开普勒在最初研究他的导师家第谷所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此，人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想，最后终于发现了天体运行的规律---开普勒三大定律。9第谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算↓二十年的精心观测↓8分的误差

→←否定19种假设↓↓行星轨道为椭圆若是匀速圆周运动……开普勒三大定律↓10

开普勒三定律11[探究1]

行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？地球圆？12年份春分夏至秋分冬至20083月20日6月21日9月22日12月22日20093月20日6月21日9月23日12月22日20103月21日6月21日9月23日12月22日表一：各年四节气具体日期统计表分析数据，你得到了什么？春天：92天夏天：94天秋天：84天冬天：90天四季的时间是不相等的秋冬两季比春夏两季时间短地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动13假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。14BAC太阳半长轴R半短轴15开普勒开普勒第一定律

所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上二、行星的运动16开普勒开普勒第二定律

对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积17对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。远处速度慢近处速度快18行星/卫星半长轴（km）周期（天）K（m³/s²）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3同步卫星0.042413.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^13动手算一算动手计算后，你得到了什么？所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等K值与环绕天体无关，与中心天体有关探究2：19开普勒开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值（k）都相等表达式：R3T2=k半长轴行星绕太阳公转的周期k值与中心天体有关，而与环绕天体无关20在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心1.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上2.对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动3.所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等即R³/T²=k21小结：◆开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。◆开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。◆开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。即有:R13/R23=T12/T22注意:或:R3/T2=k行星轨道焦点太阳●短轴长轴太阳k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值k是由行星质量所决定的另一恒量22

课后练习:1.下列说法正确的有()A太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点

B行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向

C行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直

D日心说的说法是正确的

AB232.开普勒关于行星运动的公式R3/T2=k,以下理解正确的是()Ak是一个与行星无关的常量Bk代表行星运动的轨道半径CT代表行星运动的自转周期

DT代表行星绕太阳运动的公转周期AD243、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。

B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。

C、离太阳越近的行星运动周期越长。

D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。D254、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小()A.只与恒星的质量有关B.与恒星的质量及行星的的质量有关C.只与行星的质量有关D.与恒星的质量及行星的的速度有关

小结：R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是对于不同卫星绕同一个行星转，都是适合的，只是k值不同，k与行星或卫星无关，仅与中心天体有关。A265、地球绕太阳运动的轨道半长轴为1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的值为（）m3/s2；对于绕地球运动的物体，R3/T2的值为（）m3/s2。