行星的運(yùn)動(dòng)(理)

1、 地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并且靜并且靜止不動(dòng)止不動(dòng), ,一切行星圍繞地球做一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)一、歷史回顧1、地心說(shuō)、地心說(shuō) 托勒密生于約公元90年埃及的托勒馬達(dá)伊,父母都是希臘人。公元127年， 年輕的托勒密被送到亞歷山 （現(xiàn)屬埃及）大去求學(xué)。在那里，他閱讀了不少的書(shū)籍，并且學(xué)會(huì)了天文測(cè)量和大地測(cè)量。他曾長(zhǎng)期住在亞歷山大城，直到151年。托勒密的著作集古希臘天文學(xué)之大城，168年去世。一生著述甚多。其中天文學(xué)大成提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，即“地心說(shuō)”。哥白尼哥白尼2 2、日心說(shuō)、日心說(shuō)哥白尼哥白尼14731473年年2 2月月1919日出生于波日出生于波蘭蘭. .

2、哥白尼并不是一位職業(yè)天文學(xué)哥白尼并不是一位職業(yè)天文學(xué)家，他的成名巨著是在業(yè)余時(shí)間完家，他的成名巨著是在業(yè)余時(shí)間完成的。成的。他他4040歲時(shí)提出了歲時(shí)提出了“日心說(shuō)日心說(shuō)”。在朋友中散發(fā)一份簡(jiǎn)短的手稿，初在朋友中散發(fā)一份簡(jiǎn)短的手稿，初步闡述了他自己有關(guān)日心說(shuō)的看法。步闡述了他自己有關(guān)日心說(shuō)的看法。哥白尼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)哥白尼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)2 2年的觀察和計(jì)算終年的觀察和計(jì)算終于完成了他的偉大著作天體運(yùn)行于完成了他的偉大著作天體運(yùn)行論。論。哥白尼哥白尼2、日心說(shuō) 太陽(yáng)是宇宙的中心太陽(yáng)是宇宙的中心, ,并且靜止不動(dòng)并且靜止不動(dòng), ,一切行一切行星都圍繞太陽(yáng)做勻速星都圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)。哥白尼哥白尼2、

3、日心說(shuō)開(kāi)普勒開(kāi)普勒二、開(kāi)普勒三定律將一條繩的兩端固定將一條繩的兩端固定在兩個(gè)定點(diǎn)（圖釘）在兩個(gè)定點(diǎn)（圖釘）上，以鉛筆緊貼繩子上，以鉛筆緊貼繩子滑動(dòng)，使繩始終保持滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)所畫(huà)出的軌張緊狀態(tài)所畫(huà)出的軌跡即為橢圓。這兩個(gè)跡即為橢圓。這兩個(gè)定點(diǎn)稱為此橢圓的兩定點(diǎn)稱為此橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)。個(gè)焦點(diǎn)。O O點(diǎn)為對(duì)稱中點(diǎn)為對(duì)稱中心點(diǎn)心點(diǎn),OM,OM稱為半長(zhǎng)軸；稱為半長(zhǎng)軸；OROR稱為半短軸稱為半短軸. .二、開(kāi)普勒三定律 2、對(duì)于任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它和太、對(duì)于任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它和太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積積開(kāi)普勒開(kāi)普勒3、所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三

4、次、所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值（方跟它公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值（k）都相等都相等公式：公式：32()ak kT值 為 常 量開(kāi)普勒第三定律開(kāi)普勒第三定律 注意：注意： 比值比值k是一個(gè)與行星本身無(wú)關(guān)的物理是一個(gè)與行星本身無(wú)關(guān)的物理 行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)都符合：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)都符合：對(duì)于地球和木星，就有：對(duì)于地球和木星，就有：kTRTR2323木木地地幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明對(duì)于同一個(gè)行星的不同衛(wèi)星，它們對(duì)于同一個(gè)行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律：也符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，它們和行星的運(yùn)動(dòng)比是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，它們和

5、行星的運(yùn)動(dòng)比較，較，3322RRTT行衛(wèi)衛(wèi)行32RKT1.1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道近似為行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道近似為圓圓，太陽(yáng)，太陽(yáng)處在處在圓心圓心。2.2.對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做勻速圓周勻速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。3.3.所有行星所有行星軌道半徑軌道半徑的三次方跟它的的三次方跟它的公轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即周期的二次方的比值都相等，即 r r3 3/T/T2 2=k=k例例1.1.有兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，它有兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是是1 1：2 2，則它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的，則它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為周期之比為 。221

6、12:T T 例例2兩個(gè)行星的質(zhì)量分別是兩個(gè)行星的質(zhì)量分別是m1、m2，它們繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)，它們繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸分別是軸分別是R1和和R2，則它們的公轉(zhuǎn)，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為多少？周期之比為多少？ 例例3 宇宙飛船圍繞太陽(yáng)在近似圓形宇宙飛船圍繞太陽(yáng)在近似圓形的軌道上運(yùn)動(dòng)，若軌道半徑是地的軌道上運(yùn)動(dòng)，若軌道半徑是地球軌道半徑的球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船倍，則宇宙飛船繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是 （ ）A3年年 B9年年 C27年年 D81年年例例4 哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，年，天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定天文學(xué)家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，請(qǐng)預(yù)算下一次飛近地球是時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)，請(qǐng)預(yù)算下一次飛近地球是哪一年？哪一年？ 提供數(shù)據(jù)：提供數(shù)據(jù)：（1）地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的