高中物理必修二_6-1行星的運(yùn)動(dòng)

1、第六章 萬(wàn)有引力與航天一、行星的運(yùn)動(dòng)一、行星的運(yùn)動(dòng) 一、行星的運(yùn)動(dòng)一、行星的運(yùn)動(dòng)地心說(shuō)日心說(shuō)日心說(shuō)“日心說(shuō)日心說(shuō)”認(rèn)為：認(rèn)為：太太陽(yáng)是宇宙的中心，是靜陽(yáng)是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其它止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。 地心說(shuō)的代表：地心說(shuō)的代表：托 勒 密均輪均輪本輪本輪火星火星地球地球火星運(yùn)動(dòng)路徑火星運(yùn)動(dòng)路徑二、日心說(shuō)的代表二、日心說(shuō)的代表哥 白 尼 （4)4)恒星和太陽(yáng)間的距離十分遙遠(yuǎn)，比日地恒星和太陽(yáng)間的距離十分遙遠(yuǎn)，比日地 間的距離要大得多。間的距離要大得多。 哥白尼的日心說(shuō)體系的主要內(nèi)容是：哥白尼的日心說(shuō)體系的主要內(nèi)容是：(1)(1)水星、金星、火星、木

2、星、土星和地球一樣水星、金星、火星、木星、土星和地球一樣，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。，都在圓形軌道上勻速率地繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。(2)(2)月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球?yàn)橹行牡膱A月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球?yàn)橹行牡膱A軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。(3)(3)地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實(shí)際上不轉(zhuǎn)動(dòng)，地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實(shí)際上不轉(zhuǎn)動(dòng)，只是由于地球的自轉(zhuǎn)才使我們看到了日月星辰每只是由于地球的自轉(zhuǎn)才使我們看到了日月星辰每天東升西落的現(xiàn)象。天東升西落的現(xiàn)象。 為什么為什么“地心說(shuō)地心說(shuō)”能統(tǒng)治能統(tǒng)治人們一千多年？人們一千多年？ 1. 1. 符合

3、人們的日常經(jīng)驗(yàn)符合人們的日常經(jīng)驗(yàn),能解釋天文現(xiàn)能解釋天文現(xiàn) 象，預(yù)測(cè)行星方位，在航海、生產(chǎn)中應(yīng)用。象，預(yù)測(cè)行星方位，在航海、生產(chǎn)中應(yīng)用。 2. 符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙的符合宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙的中心的說(shuō)法。中心的說(shuō)法。 最終最終“日心說(shuō)日心說(shuō)”為為何能戰(zhàn)勝何能戰(zhàn)勝“地心說(shuō)地心說(shuō)”？為科學(xué)真理獻(xiàn)身的為科學(xué)真理獻(xiàn)身的布魯諾布魯諾布魯諾布魯諾 喬爾丹諾喬爾丹諾布魯諾（布魯諾（Giordano Bruno）是舉世聞名的文藝復(fù)興時(shí)期）是舉世聞名的文藝復(fù)興時(shí)期的思想家。他宣傳哥白尼的日心說(shuō)，的思想家。他宣傳哥白尼的日心說(shuō)，宣傳進(jìn)步的宇宙觀，反對(duì)地心說(shuō)，反宣傳進(jìn)步的宇宙觀，反對(duì)地心說(shuō)，反對(duì)宗教哲學(xué)，引

4、起了羅馬宗教裁判所對(duì)宗教哲學(xué)，引起了羅馬宗教裁判所的恐懼和仇恨。的恐懼和仇恨。1592年，布魯諾在威年，布魯諾在威尼斯被捕入獄，在被囚禁的八年中，尼斯被捕入獄，在被囚禁的八年中，布魯諾始終堅(jiān)持自己的學(xué)說(shuō)，最后被布魯諾始終堅(jiān)持自己的學(xué)說(shuō)，最后被宗教裁判所判為宗教裁判所判為“異端異端”燒死在羅馬燒死在羅馬鮮花廣場(chǎng)。鮮花廣場(chǎng)?！敖茖W(xué)之父近代科學(xué)之父”伽利略伽利略伽利略伽利略 伽利略伽利略伽利雷伽利雷 (15641642) 是意大利文藝復(fù)興后期偉大的是意大利文藝復(fù)興后期偉大的天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家；也是近代物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家；也是近代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開(kāi)拓者。

5、由于他實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的開(kāi)拓者。由于他的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日心說(shuō)的觀點(diǎn)，在心說(shuō)的觀點(diǎn)，在1632年年2月被月被宗教法庭判為終身監(jiān)禁。宗教法庭判為終身監(jiān)禁。天才的天才的觀測(cè)觀測(cè)家家他他2020多年精心觀測(cè)得到大量的多年精心觀測(cè)得到大量的資料，為開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)資料，為開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律準(zhǔn)備了基礎(chǔ)三定律準(zhǔn)備了基礎(chǔ). .畢生精力投入到行星位置的畢生精力投入到行星位置的測(cè)量中，他所做的天文儀器觀測(cè)量中，他所做的天文儀器觀測(cè)精度之高，是他同時(shí)代的人測(cè)精度之高，是他同時(shí)代的人望塵莫及的望塵莫及的. .第 谷 第谷第谷布拉赫

6、（布拉赫（1546-16011546-1601），丹），丹麥天文學(xué)家和占星學(xué)家。擅長(zhǎng)行星的麥天文學(xué)家和占星學(xué)家。擅長(zhǎng)行星的觀測(cè)觀測(cè)數(shù)學(xué)天才數(shù)學(xué)天才按照勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行按照勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嘗試性計(jì)算嘗試性計(jì)算. .與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有8 8的的角度偏差角度偏差. .“完美完美”的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)第一次受到了懷疑第一次受到了懷疑. . 開(kāi) 普 勒 開(kāi)普勒（開(kāi)普勒（1571-16301571-1630），德國(guó)天），德國(guó)天文學(xué)家，第谷的助手文學(xué)家，第谷的助手, ,擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)歸納擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)歸納行星軌道行星軌道焦點(diǎn)焦點(diǎn)太陽(yáng)太陽(yáng)焦點(diǎn)焦點(diǎn)o焦點(diǎn)焦點(diǎn)半長(zhǎng)軸a橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦橢圓上某點(diǎn)到兩

7、個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系距離之和有什么關(guān)系?離離太太陽(yáng)陽(yáng)近近時(shí)時(shí)速速度度快快離離太太陽(yáng)陽(yáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)時(shí)速速度度慢慢FF地球kTa23問(wèn)題猜想問(wèn)題猜想: : 這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系量關(guān)系, ,但是比值但是比值k k是一個(gè)與行星無(wú)是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量關(guān)的常量, ,那么你能猜想出它可能那么你能猜想出它可能跟誰(shuí)有關(guān)呢跟誰(shuí)有關(guān)呢? ? 觀察八大行星圖思考觀察八大行星圖思考2、金星與地球都在、金星與地球都在繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),那么金星那么金星上的一

8、年肯定比上的一年肯定比365天短嗎天短嗎?1、海王星離太陽(yáng)、海王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)最遠(yuǎn)”的行星，繞的行星，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)，對(duì)嗎？最長(zhǎng)，對(duì)嗎？行星行星半長(zhǎng)軸半長(zhǎng)軸(x106km) 公轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期(天天)K值值水星水星5787.973.361018金星金星1082253.351018地球地球1493653.311018火星火星2286873.361018木星木星7784333土星土星142610759天王星天王星286930686海王星海王星449560188同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星0.04241月球月球0.384427.322kTr23例題例題:1 1、開(kāi)普勒第一定律（、開(kāi)普勒

9、第一定律（軌道定律軌道定律）所有行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的所有行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。一個(gè)焦點(diǎn)上。2 2、開(kāi)普勒第二定律（、開(kāi)普勒第二定律（面積定律面積定律） 對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。內(nèi)掃過(guò)相等的面積。3 3、開(kāi)普勒第三定律（、開(kāi)普勒第三定律（周期定律周期定律） 所有行星的橢圓軌道的所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸半長(zhǎng)軸的的三次方跟三次方跟公轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相的平方的比值都相等等 （k 的大小與行星無(wú)關(guān)，的大小與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)。）只與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)。）小結(jié)小結(jié)kTa23 2、神舟六號(hào)沿半徑為、神舟六號(hào)沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為其周期為T(mén)，如果飛船要返回地面，可在軌，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點(diǎn)道上的某一點(diǎn)A處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，處，將速率降低到適