行星的運動學(xué)習(xí)

行星的運動學(xué)習(xí)第1頁/共24頁第2頁/共24頁第3頁/共24頁第4頁/共24頁第六章萬有引力與航天仰望星空我仰望星空，我仰望星空它是那樣寥廓而深邃；它是那樣自由而寧靜；那無窮的真理，那博大的胸懷，讓我苦苦地求索、追隨。讓我的心靈棲息、依偎。

我仰望星空，我仰望星空，它是那樣莊嚴而圣潔；它是那樣壯麗而光輝；那凜然的正義，那永恒的熾熱，讓我充滿熱愛、讓我心中燃起希望的烈感到敬畏。焰、響起春雷。溫家寶第5頁/共24頁§6.1行星的運動1.地心說的代表人物和主要觀點一、關(guān)于天體運動的兩種對立觀點2.日心說的代表人物和主要觀點第6頁/共24頁

地心說-----托勒密建立和完善。

地心說的建立與發(fā)展

基本觀點：1.地球是球體。2.地球是靜止不動的，而且處于宇宙的中心,從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,再外面是鑲嵌著所有恒星的天球——恒星天。最外面，是推動天體運動的原動天。3.所有日月星辰都圍繞地球勻速轉(zhuǎn)動。第7頁/共24頁

托勒密地心說

地球是世界的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運動1、地心說第8頁/共24頁火星逆行第9頁/共24頁日心說的建立與發(fā)展在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已經(jīng)提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運行論》中提出?；居^點：（1）太陽是不動的，而且在宇宙中心，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公轉(zhuǎn)。（2）月球是地球的衛(wèi)星，它在以地球為中心的圓軌道上每月繞地球轉(zhuǎn)一周，并隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)。（3）地球每天自轉(zhuǎn)一周，天穹實際上不轉(zhuǎn)動，只是由于地球的自轉(zhuǎn)才是我們看到了日月星辰每天東升西落的現(xiàn)象。第10頁/共24頁

日心說

太陽是世界的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做圓周運動。哥白尼2、日心說第11頁/共24頁

丹麥偉大的天文學(xué)家第谷連續(xù)20年對行星的位置進行觀測并記錄了精確的數(shù)據(jù)。第12頁/共24頁二、行星運動規(guī)律開普勒第谷第13頁/共24頁

德國天文學(xué)家開普勒（1571-1630）在最初研究他的導(dǎo)師家第谷（1546-1601）所記錄的數(shù)據(jù)時，也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考問題的，但是所得結(jié)果卻與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8分的角度誤差。當(dāng)時公認的第谷的觀測誤差不超過2分，開普勒想，這不容忽視的8分也許是因為人們認為行星繞太陽做勻速圓周運動所造成的。至此，人們長期以來視為真理的觀念——天體做勻速圓周運動，第一次受到了懷疑。后來開普勒又仔細研究了第谷的觀測資料，經(jīng)過四年多的刻苦計算先后否定了19種設(shè)想，最后終于發(fā)現(xiàn)了天體運行的規(guī)律開普勒三大定律。第14頁/共24頁年份春分夏至秋分冬至20083月20日6月21日9月22日12月22日20093月20日6月21日9月23日12月22日20103月21日6月21日9月23日12月22日表一：各年四節(jié)氣具體日期統(tǒng)計表分析數(shù)據(jù)，你得到了什么？春天：92天夏天：94天秋天：84天冬天：90天四季的時間是不相等的地球繞太陽的運動并不是完美的勻速圓周運動二、行星的運動第15頁/共24頁開普勒開普勒第一定律

所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上二、行星的運動第16頁/共24頁開普勒開普勒第二定律

對于每一個行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積一、行星的運動第17頁/共24頁開普勒開普勒第三定律所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值（k）都相等一、行星的運動第18頁/共24頁行星/衛(wèi)星半長軸（km）周期（天）K（m3/s??2）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同步衛(wèi)星0.042413.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^13動手算一算動手計算后，你得到了什么？所有行星的半長軸的三次方與周期的平方的比值都相等，月球、衛(wèi)星的比值也相等K值與環(huán)繞天體無關(guān)，與中心天體有關(guān)第19頁/共24頁開普勒第三定律1.a指橢圓軌道的半長軸，T指行星運動的周期2.k是一個常數(shù)，對于繞同一中心天體運動的行星來說，k的大小與行星無關(guān)，只與中心天體有關(guān)公式表述：第20頁/共24頁在中學(xué)階段，我們將橢圓軌道按照圓形軌道處理，則開普勒定律描述為：1.行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心1.所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上2.對于每一個行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積3.所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等2.對于某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度）不變，即行星做勻速圓周運動3.所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等

即R3/T2=k第21頁/共24頁例1.有兩個人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運轉(zhuǎn)的周期之比為

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設(shè)兩人造地球衛(wèi)星的軌道半徑分別為r1、r2，周期分別為T1、T2，且r1：r2＝1：2，則根據(jù)開普勒第三定律所以比值法處理天體運動第22頁/共24頁例2.關(guān)于行星繞太