【课件】行星的运动+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册+

7.1行星的运动在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。从古至今，人类从未停止过探索星体运动的奥秘。但你可知经历了多少艰辛曲折？有多少人为此付出辛劳、汗水、甚至生命？关于天体的运动，历史上有过不同的看法.导

入

浩瀚神秘的星空，蕴藏着一个又一个令人无法理解的存在。我们生活在这一个个秘密当中。

古时候人们认为是神在掌控这一切，经过一代代人的努力，人们用物理“夺取”了部分神的权利，例如解释了天体的运动。思考与讨论在中国，虽然人们很早就进行了天星观测并取得了非凡的成就，但是由于封建集权的限制，没有形成系统的研究。而西方，在亚里士多德提出球星大地的基础上进入了宇宙模型建立的阶段。托勒密地心说：代表人物：托勒密(90-168)希腊地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮等各星体都围绕地球做最完美最和谐的圆周运动。

“地心说”行星运行图托勒密（希腊）（公元90-168）总结了希腊古天文学的成就，写成《天文学大成》。确定了一年的持续时间，编制了星表，给出日月食的计算方法等。他把天体运动的地心学说给以系统化的论证，后世遂把这种地心体系冠以他的名字，称为托勒密地心体系。这部巨著是当时天文学的百科全书，直到开普勒的时代，都是天文学家的必读书籍。地心说行星运行图日心说：代表人物：哥白尼(1473-1543)哥白尼日心说行星运行图日心说：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最完美最和谐的圆周运动。波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“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。开普勒行星运动定律第谷·布拉赫第谷（丹麦1546-1601）：伟大的观测天才第谷是“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的观测，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10’，第谷把这个不确定性减小到2’。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。第谷也认识到自己虽然有大量精确可靠的资料，但理论思维，数学演绎归纳，不是自己的强项。1600年，开普勒做了第谷的助手，朝夕相处，结成了忘年交。1601年第谷去世，临终前将自己一生的观测资料交给开普勒，嘱托整理发表，并且一定要尊重观察事实。开普勒（德国1571-1630）伟大的数学天才约翰尼斯·开普勒开普勒用20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。开普勒先后否定了19种设想，最后计算出行星绕太阳运动，并且运动轨迹为椭圆，证明了“日心说”是正确的。开普勒在1609年和1619年发表了他发现的规律，后人称为开普勒行星运动定律。随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。哥白尼以及日心说，建立了全新的模型，问题一下变得简单。日心说开启了现代天文学的时代。解放后的天文学家，在新的模型的基础上展开工作，让整个天文学都获得了长足的进步。

“日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。其后，许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善，建立了最初的天体运动理论。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10ˊ，第谷把这个不确定性减小到2ˊ。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。第谷·布拉赫（1546-1601）丹麦天文学家和占星学家“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及数据，他得到的结果与第谷的观察数据相差8ˊ，而当时第谷公认的误差为2ˊ。开普勒经过20年的研究和四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星绕太阳运动的轨迹为椭圆，并总结为行星运动三大定律。德国天文学家、数学家与占星家第谷新宇宙结构：第谷的鼻子关于第谷，流传着两个八卦故事，其一是有关他的鼻子。话说第谷为人暴躁，在一次在舞会上与另一位同样来自丹麦的贵族发生了争吵，埋下了悲剧的种子，因为不久后争吵又一次爆发，两人于是决定以贵族的方式来解决问题，展开决斗。第谷的剑法显然不如他的对手，不过比266年后的伽罗瓦要幸运得多，他只是被斩掉了鼻梁。在第谷的年代显然没有整容手术，但是他做了一件叫人更瞠目结舌的事：他自己用金属做了一个假鼻子，并极其巧妙地把它安在了自己的脸上。这个假鼻子的色泽像极了皮肤，而且安装得天衣无缝！当时有人记载说，第谷整天带着一个小盒子，里面装了胶水，可以随时粘他的鼻子。1901年，当第谷的坟墓被打开时，人们在颅骨中央发现了一大摊绿色，说明他的鼻子里显然也含有铜。至于具体是什么成分，也许只有第谷自己才知道了。第谷的死因

关于第谷的死因，传统的说法颇为稀奇：话说这位伟大的天文学家去参加宴会，大吃大喝了一番又坚决不去厕所，结果憋尿憋得过度，以至于撑破了膀胱而死。其死法之尴尬，和杜甫被白酒牛肉胀死不相伯仲。但1991年，哥本哈根大学对第谷的毛发进行了一次化学分析，发现其中的汞含量大大超标，证明这位天文学开山始祖其实是死于汞中毒。而1996年的进一步检验则证实，过量的汞是在他死去的前一天摄入的。更多的流言顿时散播开来，说第谷死于谋杀，主使者有说是教会，有说是鲁道夫二世，更有甚者认为是开普勒。然而这些都只是猜测和假说，没有定论。2010年2月，布拉格市政府批准丹麦科学家挖出遗体的请求，丹麦科学家在2010年11月和一个捷克团队抵达奥胡斯大学，取骨头、头发和服装样品进行分析，分析结果排除了中毒可能，团队研判死因为膀胱破裂。开普勒行星运动规律椭圆的形成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。开普勒第一定律（轨道定律）开普勒行星运动规律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。开普勒第三定律(周期定律)开普勒行星运动规律行星绕太阳运动的轨迹虽然是椭圆，但是我们在处理的过程中近似为圆轨迹来处理。开普勒行星运动规律

C地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。冬至这天地球离太阳最近，夏至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，正确的是（）A．地球公转速度是不变的B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大D．无法确定B已知月球到地心的距离是地球半径的60倍，周期是27天，求地球同步卫星的轨道半径。已知地球半径R=6370km。（地球同步卫星只能发射在赤道正上方，与地球自转周期相同为1天，在地球上看来相对地球位置不变。）如图所示，三个质点a、b、c质量分别为

、

、M（

，

）。在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿顺时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比

从图示位置开始，在b运动一周的过程中，则（）A．角速度大小之比为9：1B．a、b、c共线的次数为53次C．a、b距离最近的次数为27次D．a、b距离最远的次数为26次木星周围的一些卫星围绕木星公转，其轨道可近似看成圆轨道，T和R是卫星圆周运动的周期和轨道半径。

和

为其中某一颗卫星的周期和轨道半径。可以预计，根据观测数据绘制的图像应该是下列图中的（）ABCD