第1节-行星的运动课件

实验物理教研组第1节行星的运动

在古代，人们对于天体的运动先后经历了地心说和日心说两种对立的学说。§6.1行星的运动1.地心说的代表人物和主要观点一、关于天体运动的两种对立观点2.日心说的代表人物和主要观点

地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。

地心说的建立与发展

基本观点：1.地球是球体。2.地球是静止不动的，而且处于宇宙的中心,从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。最外面，是推动天体运动的原动天。3.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。

托勒密地心说

地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动1、地心说2、日心说

哥白尼在16世纪提出了日心说．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．1543年哥白尼的《天体运行论》

出版，书中详细描述了日哥白尼(1473-1543)日心说的建立与发展在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的《天体运行论》中提出的。基本观点：（1）太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。（2）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。（3）地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。

日心说

太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼2、日心说2、日心说

日心说认为：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动。

实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。、、、、、2、日心说

“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。这种学说和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”

丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。二、行星运动规律开普勒第谷

德国天文学家开普勒（1571-1630）在最初研究他的导师家第谷（1546-1601）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。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、行星的运动开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：（椭圆轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，既常数。O点为对称中心点,称为半长轴；称为半短轴；认识椭圆MN开普勒第二定律：（面积定律）对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间里扫过的面积相等。SAB=SCD=SEK开普勒行星运动的三大定律MN试比较近日点和远日点地球的速度大小？试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？R1R2开普勒第二定律：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。开普勒行星运动规律远处速度慢近处速度快开普勒第三定律：（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。a3/T2=KR开普勒行星运动的三大定律1.4257×10-141.314×10-14开普勒第三大定律太阳地球开普勒第三定律：（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。R3/T2=KR开普勒行星运动的三大定律K是一个常量，它与行星无关，与中心天体有关。开普勒第三定律

注意：比值k是一个与行星本身无关的物理

①行星绕太阳运动都符合：对于地球和木星，就有：几点说明结论k值与中心天体有关，而与环绕天体无关[课堂训练]1．下列说法正确的是…………()A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动

B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动

C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动

D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的

分析；“地心说”是错误的，所以A不正确．太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，所以，B、C不正确，D正确．

典例2．两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比为多少？典例1.太阳系中有八大行星，请你将它们绕太阳运动的周期由小到大依次排序．扩.设轨道接近于圆周，两者的运动线速度、角速度、向心加速度之比为多少？典例3.木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳的转动的周期的12倍，则木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的

倍.

典例4、地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011m,周期为365天；月球绕地球运行的轨道半长轴为3.82×108m，周期为27.3天，则对于绕太阳运行的行星，R3/T2的值为

m3/s2;对于绕地球运动的物体，R3/T2值为

m3/s2

。

典例5．宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）

A．3年B．9年C．27年D．81年②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：

③月球人造卫星以及其他行星的卫星不是绕太阳运动，它们和行星的运动比较，就有：

典例6.把月球及绕地球的同步卫星看作绕地球做匀速圆周运动，试计算一下月球与同步卫星到地球球心的距离比。

年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21秋冬两季比春夏两季时间短春92天夏94天秋89天冬90天[探究1]太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。

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。春92天夏94天秋89天冬90天[活动2]观察八大行星图思考2、金星与地球都在绕太阳运转,那么金星上的一天肯定比24小时短吗?1、海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？[活动3]实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？规律：1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度