高中物理：《人類對太空的不懈追求》課件（魯科必修2）

1、2021/8/11 星期三1第 三 節(jié) 人類對太空的不懈追求2021/8/11 星期三2星空如此迷人 周而復始 寧靜而永恒2021/8/11 星期三3人類觀察星空,為了耕作.為了遠行,為了信仰,為了探索大自然的奧秘2021/8/11 星期三4從太空俯看我們美麗的地球2021/8/11 星期三5人類對太空的不懈追求2021/8/11 星期三6一、古希臘人的探索 以亞里士多德為代表的古希臘人認為地球位于宇宙的中心。所有天體都圍繞宇宙的中心地球做勻速圓周運動。2021/8/11 星期三7 圍繞地球的天體的排列順序為月球、水星、金星、太陽、火星、木星、土星、最外層為恒星的球殼。2021/8/11 星期

2、三8 古希臘人設想每個行星都沿圓周運動，其運動軌跡就是行星的本輪。同時，這個圓的中心運動軌跡就是行星的均輪。2021/8/11 星期三9 天文學家托勒密完善了地心本輪理論。第一次對已知天體的運動進行詳細定量的說明。為航海家、天文學家和占星士所采用。該理論一直持續(xù)了近2000年。地心說2021/8/11 星期三10二、文藝復興的撞擊 1543年，波蘭天文學家哥白尼臨終時，向世人宣布了他幾十年來研究的成果天體運行論。正式推出了日心說。哥白尼認為，太陽是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都圍繞太陽做勻速圓周運動。月球是地球的衛(wèi)星。但是，當時人們對哥白尼的日心說并不認同。2021/8/11

3、 星期三11 第谷是非常了不起的天文觀測家，當時尚未發(fā)現(xiàn)望遠鏡，他通過自制的觀測儀器對星體進行認真系統(tǒng)的觀測。他的測量結果證明了托勒密與哥白尼的理論計算結果都與觀測數據不相符。2021/8/11 星期三12 開普勒研究了第谷連續(xù)20年的觀測數據，希望進一步解釋哥白尼的行星圓形軌道。但他失敗了。因為他得到的結果與第谷的觀測數據至少有8的誤差。開普勒相信這不是第谷的粗心，而是哥白尼的理論還需要進一步完善。從此他開始研究行星的非勻速圓周運動。經過多年的埋頭計算，數十次的否定自己的設想，開普勒最終發(fā)現(xiàn)了更精確的行星運動規(guī)律，并先后提出了三大定律。2021/8/11 星期三13開普勒第一定律：所有行星繞

4、太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。2021/8/11 星期三14開普勒第二定律：太陽與任何一個行星的連線（矢徑）在相等的時間內掃過的面積相等。2021/8/11 星期三15開普勒第三定律：行星繞太陽運行軌道半長軸r的立方與其公轉周期T的平方成正比。2021/8/11 星期三16三、牛頓的大綜合 人們在研究天體運動的同時，還在探索天體為什么會這樣運動。 亞里士多德認為天體由以太元素組成，它們本來就應圍繞地球做勻速圓周運動。 開普勒時代：行星受到太陽的磁力使天體運動，并且天體受到磁力隨距離的增加而減弱。 胡克、哈雷等人：天體受到了遵循平方反比率的向心力的作用才進行圓周運動。2021

5、/8/11 星期三17 牛頓用數學方法證明了物體圍繞中心運動時有一向心力。由于物體沿橢圓軌道運動，向心力與質點到中心的距離的平方成反比。繼而推廣到宇宙中的物體都在彼此吸引。牛頓將地球對物體的引力擴展到月球，認為地球引力與太陽對行星的作用力，行星對衛(wèi)星的作用力是性質相同的力，在此基礎上，牛頓最終給出了具有科學革命價值的萬有引力定律：2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19四、人類對太空的探索2021/8/11 星期三20年月，美國“挑戰(zhàn)者號”航天飛機起飛后凌空爆炸，名壯志未酬的宇航員、包括一位即將在太空中為幾十萬美國中學生講授奇妙太空的中學教師，在萬眾矚目中獻身藍天；2021

6、/8/11 星期三21年月，美國“哥倫比亞號”航天飛機在它的第次飛行返程途中突然解體，再過分鐘就能踏上地球的名宇航員全部犧牲； 2021/8/11 星期三22浩瀚太空迎來了第一位中國訪客歲的中國航天員楊利偉。在公里的高度上，中國人第一次在自己的航天器上看到了人類美麗的地球家園。2021/8/11 星期三23神舟五號的順利升空，不僅僅使得中國人的千年飛天夢想變?yōu)楝F(xiàn)實，更重要的是它標志著在人類探索太空的隊伍中，又加入了一支強大而富于創(chuàng)造性的力量。從這一天起，中國成為繼俄羅斯、美國在世界上第三個能夠獨立開展載人航天活動的國家。戚發(fā)軔說，夢圓那刻，是他這一生笑得最燦爛、哭得最痛快的一次。2021/8/11 星期三2