行星的运动高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行一、行星的运动第一节简谐运动1.地心说(托勒密)古人观察自然现象地球是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球作完美的圆周运动。行星的逆行现象本轮和均轮说科学的足迹(地心说)(托勒密)—绵延15个世纪!2.日心说(哥白尼)本轮和均轮说:80多个“轮上轮”,“偏心点”,“偏心等距点”等复杂概念太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。

(日心说)科学的足迹解释:行星逆行现象布鲁诺[探究1]

根据哥白尼的日心说:行星运动绕太阳运动的轨道是圆.地球圆？不是圆!是什么呢？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……(1)开普勒第一定律：

所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。3.开普勒行星运动规律焦点太阳焦点●做一做将两个焦点靠近些,再试试!对比一下,轨迹有什么变化?(2)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。远处速度慢近处速度快探究2：行星TR水星0.2410.387金星0.6150.723地球1.0001.000火星1.8811.523木星11.8625.203土星29.4579.539T2R30.0580.0580.3750.3781.0001.0003.5383.532140.7140.85867.7867.98(3)开普勒第三定律：

所有行星的椭圆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。表达式：a3T2=k半长轴周期问题:k值与行星有没有关系?探究2：行星TaT2a3K值水星0.2410.3870.0580.058金星0.6150.7230.3750.378地球1.0001.0001.0001.000火星1.8811.5233.5383.532木星11.8625.203140.7140.85土星29.4579.539867.7867.98K是一个只与中心天体质量有关的物理量1.0001.0081.0000.9981.0011.000观察行星图思考

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？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（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；3、所有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。还有些问题:1.是什么原因使行星绕太阳运动呢？2.大自然为什么对行星轨道的选择是椭圆呢?这背后隐藏着什么原因呢?……

……一、地心说与日心说地球是中心→太阳是中心→宇宙无限（科学精神推动了认识发展）二、行星运动定律小结1、轨道定律：椭圆2、面积定律3、周期定律：R3/T2=k（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）三、科学方法简单观察哲学思考与分析得出结论论证与应用简单简单复杂例、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？提供信息：（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。理论应用2、神舟号飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R，求飞船由A点到B点所需的时间。RR0AB提出的理论提出的模型提出的模型年份春分夏至秋分冬至20113/216/22