7.1行星的运动课件高一下学期物理人教版2

7.1行星的运动2023-2024学年高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行CONTENTS目录contents地心说PART01日心说PART02开普勒三定律PART0301PART地心说导入新课由于地球自转，人们很容易得出：地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。古代中国对宇宙的认识西周时期盖天说天圆如张盖，地方如盘棋东汉张衡

浑天说天之包地，如壳之裹黄也以地球为中心托勒密地心说图解地心说，最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。

托勒密地心说

地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动我们在地球上观察到的火星轨迹是这样的随着人们对天体运动的不断研究，发现“地心说”所描述的天体的运动

不仅复杂而且问题很多。02PART日心说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”。

日心说开启了现代天文学的时代。后来的天文学家们，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。

日心说太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。哥白尼“日心说”的传播1592年罗马鲜花广场布鲁诺为真理献身（意大利哲学家布鲁诺因维护“日心说”被教会烧死）因赞成“日心说”伽利略受到教廷的审判

1608年，荷兰人李波尔赛在一次偶然的机会中发明了望远镜。伽利略在得知这一消息后，立刻亲自动手制作了第一架天文望远镜，并不断加以改进。伽利略利用他的望远镜发现了月球表面的环形山、金星月相、木星的卫星、太阳黑子，发现了茫茫银河由无数个恒星所组成。他个人极力支持哥白尼的日心说，著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。“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。地心说和日心说的共同观点都认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。古人都把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。行星的运动果真如此吗？想一想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03PART开普勒三定律导入新课不同行星都在各自的轨道上绕太阳运行，行星运行的轨道有怎样的特点？行星绕太阳运行的周期与距离太阳的远近是否存在某种关系？

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。

说明：1.太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。2.不同行星轨道不同，但所有轨道的有一个焦点重合。开普勒第一定律开普勒第一定律也常说成（椭圆）轨道定律

对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。说明：同一行星在近日点速率大于远日点速率。开普勒第二定律开普勒第二定律也常说成面积定律MNR1R2

所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟谁有关吗?行星？太阳？开普勒第三定律开普勒第三定律也常说成周期定律行星/卫星半长轴（106km）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0.042413.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×10181.03×10131.03×1013结论：开普勒第三定律也适用于太阳系以外的其他环绕系统，不同的环绕系统，k值不同。k值与环绕天体无关，由中心天体决定。【验证猜想】实际上，行星的轨道与圆十分接近（图7.1-3），在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。行星运动的近似处理方法行星绕太阳运动的轨道近似为圆，太阳处于圆心。行星绕太阳做匀速圆周运动。所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等，即哥白尼勇于挑战权威布鲁诺为捍卫真理走上火刑架第谷坚