第一节 行星的运动

第一节行星的运动第1页，共38页，2023年，2月20日，星期三多媒体演示：天体运动的图片浏览第2页，共38页，2023年，2月20日，星期三第3页，共38页，2023年，2月20日，星期三第4页，共38页，2023年，2月20日，星期三第5页，共38页，2023年，2月20日，星期三金星第6页，共38页，2023年，2月20日，星期三金星表面第7页，共38页，2023年，2月20日，星期三木星第8页，共38页，2023年，2月20日，星期三木星表面木星大气木卫1木卫2第9页，共38页，2023年，2月20日，星期三水星第10页，共38页，2023年，2月20日，星期三水星表面第11页，共38页，2023年，2月20日，星期三火星第12页，共38页，2023年，2月20日，星期三火星表面火星的卫星火星日出第13页，共38页，2023年，2月20日，星期三土星第14页，共38页，2023年，2月20日，星期三太阳第15页，共38页，2023年，2月20日，星期三星星第16页，共38页，2023年，2月20日，星期三行星的运动PLANETARY

MOTION_________________________________________第17页，共38页，2023年，2月20日，星期三在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如太阳、月亮、夜空中闪烁的星星……吸引了人们的注意，智慧的头脑开始探索天体运动的奥秘，它们的运动是靠神的支配，还是物理规律的约束？经过不懈的努力，科学家们对它已有初步的了解，这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况。关于天体的运动，历史上有过不同的看法。中国古代天文学观

我国古代人民看到北极星常年不动，以及北斗七星等拱极星的回转，便以为星空是圆的，就像是一只倒扣着的半球大锅，覆盖在大地上，而北极则是这盖天的顶，又认为地是方的，就像一张围棋盘，此即“天圆地方”说。东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。

我们知道地球绕着太阳转，月亮绕着地球转。那么大家有没有想过在宇宙中究竟是以太阳为中心呢还是以地球为中心呢？又或者两者都不是，星体是不是还有着更为复杂的运动呢？在古代，人们对于天体的运动存在着“地心说”和“日心说”两种对立的看法。第18页，共38页，2023年，2月20日，星期三■地心说(GeocentricUniverse)地心说认为：地球位于宇宙的中心。太阳、月亮和行星都在一些以地球为中心的同心球壳中运行。地球第19页，共38页，2023年，2月20日，星期三■地心说(GeocentricUniverse)地心说代表人：托勒密（古希腊）

每个行星都绕着圆运动，这个圆叫做“本轮”。而本轮的圆心又环绕着地球沿着一个叫做均轮的大圆运动。地球不在均轮的中心，而偏开一定的距离。所有行星每天绕地球转动一周。第20页，共38页，2023年，2月20日，星期三■地心说(GeocentricUniverse)本轮均轮地球O.O’第21页，共38页，2023年，2月20日，星期三■日心说(SolarcentricUniverse)日心说代表人：哥白尼

16世纪，波兰天文学家哥白尼根据天文观测的大量资料经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心体系”宇宙图景。日心说认为：

宇宙的中心是太阳。行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮环绕地球运行。由于地球的自转，我们看到了太阳、月亮和众星每天由东向西的运动。第22页，共38页，2023年，2月20日，星期三哥白尼的《天体运行论》及其使用过的观测、计算仪器复制品■日心说(SolarcentricUniverse)第23页，共38页，2023年，2月20日，星期三■日心说(SolarcentricUniverse)哥白尼的日心说“日心说”战胜了“地心说”，最终真理战胜了谬误．请同学们阅读第30页《人类对行星运动规律的认识》．交流讨论，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处．地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多，如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了．第24页，共38页，2023年，2月20日，星期三■第谷的天文学观测第谷（丹麦伟大的天文学家）第谷星第谷认为，要创立一个满意的星体运行理论，必须精确掌握星体的运行位置。在他以前,人们测量天体位置的误差大约是10‘,第谷通过连续２０年对行星的观察，把这个不确定性减小到2’。他编制的星体位置图表，至今仍有使用价值。第谷被后人誉为“星学之王”，并把天上的一颗恒星命名为“第谷星”。第25页，共38页，2023年，2月20日，星期三

开普勒出身贫寒，4岁时患天花损坏了视力，一只手落下残疾。他在用圆周运动模型对火星轨道的研究中，七十余次尝试所得的结果都与第谷的观测数据有至少8'的角度偏差。开普勒对第谷数据的精确性深信不疑，猜想行星的运动并非匀速圆周运动。人们长期以来视为真理的观念第一次受到了怀疑。此后，他经过多年的尝试性计算，终于发现并先后发表了行星运动的三个定律。他也获得了“天空立法者”的光荣称号。开普勒■开普勒-----天空立法者第26页，共38页，2023年，2月20日，星期三做一做：用图钉和细绳画椭圆想一想：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和有什么关系?结论：椭圆上的点到两个焦点的距离相等第27页，共38页，2023年，2月20日，星期三■开普勒行星运动定律开普勒第一定律（轨道定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

焦点第28页，共38页，2023年，2月20日，星期三开普勒第二定律（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内扫过相等的面积。近日点远日点结论：行星离太阳越近速率越大，离太阳越远，速率越小。在远日点的速率最小，在近日点的速率最大。第29页，共38页，2023年，2月20日，星期三开普勒第三定律（周期定律）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都相等。aboK—只与中心天体有关，与行星无关的常量。对于同一中心天体，K值相同第30页，共38页，2023年，2月20日，星期三在中学阶段可以将开普勒定律理解为:1.大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)不变,即行星做匀速圆周运动3.所以行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等第31页，共38页，2023年，2月20日，星期三亚里士多德提出地心说托勒密完善地心说开普勒发现了行星运动定律第谷测量了精确的数据哥白尼提出日心说第32页，共38页，2023年，2月20日，星期三1、开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2、开普勒第二定律（面积定律）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。3、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跟公转周期的平方的比值都相等．k

的大小与行星无关，只与太阳质量有关。短轴长轴小结第33页，共38页，2023年，2月20日，星期三1、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？提供数据：（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆；（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2的18倍。课堂训练第34页，共38页，2023年，2月20日，星期三1、关于开普勒第三定律，下列说法正确的是()A.公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运动的行星B.适用于宇宙中所有围绕星球运动的行星（或卫星）C.式中的k值，对所有行星或卫星都相等D.围绕不同的星球运行的行星或卫星，其k值不同BD第35页，共38页，2023年，2月20日，星期三2、开普勒行星运动的第三定律公式，正确的是（）A.K是一个与行星无关的常量B.R代表行星运动的轨道半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星运动的公转周期AD第36页，共38页，202