7.1 行星的運(yùn)動(dòng) 課件(2)-人教版高中物理必修第二冊(cè)

人教版必修第二冊(cè)第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行7.1行星的運(yùn)動(dòng)炫目的星云漂亮的流星火紅的太陽(yáng)【新課導(dǎo)入】不同行星都在各自的軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)行，行星運(yùn)行的軌道有怎樣的特點(diǎn)？行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期與距離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近是否存在某種關(guān)系？一、古代天體運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)1、亞里士多德古希臘的哲學(xué)家，百科全書式的人物。首創(chuàng)“地心說(shuō)”，宇宙的運(yùn)動(dòng)是由上帝推動(dòng)的.——地心說(shuō)2、托勒密全面繼承了亞里士多德的地心說(shuō)，并利用前人積累和他自己長(zhǎng)期觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，寫成了8卷本的《偉大論》。他認(rèn)為，人居住的地球，靜靜地屹立在宇宙的中心。各行星都繞著一個(gè)較小的圓周上運(yùn)動(dòng)，而每個(gè)圓的圓心則在以地球?yàn)橹行牡膱A周上運(yùn)動(dòng)?！匦恼f(shuō)

托勒密地心說(shuō)地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球運(yùn)動(dòng)托勒密提出的以地球?yàn)橹行牡奶煳膶W(xué)模型被歐洲中世紀(jì)的教會(huì)統(tǒng)治所利用，并成為教會(huì)的理論基礎(chǔ)，禁錮了人們的思想和科學(xué)發(fā)展。托勒密并不是宗教神學(xué)的代表，而是一位知識(shí)淵博的天文學(xué)家，他以觀察為依據(jù)，不斷修正地心說(shuō)，使得其它星體運(yùn)動(dòng)的描述非常繁瑣、復(fù)雜。3、哥白尼——日心說(shuō)哥白尼受畢達(dá)哥拉斯“宇宙是和諧的，可以用簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)宇宙規(guī)律”的思想和柏拉圖哲學(xué)思想影響，使他認(rèn)為宇宙應(yīng)當(dāng)以太陽(yáng)為中心，并且具有簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)規(guī)律。

哥白尼40歲時(shí)重新提出“日心說(shuō)”，并經(jīng)過(guò)20年時(shí)間重新建立了符合簡(jiǎn)潔與和諧原則的日心模型，達(dá)到了與托勒密地心模型相當(dāng)?shù)木?。日心說(shuō)太陽(yáng)是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。哥白尼關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的兩種對(duì)立觀點(diǎn)：地心說(shuō)：地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)和月亮以及其他行星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。代表人物：托勒密。日心說(shuō)：太陽(yáng)是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。代表人物：哥白尼。“日心說(shuō)”相對(duì)“地心說(shuō)”能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)，但這兩種學(xué)說(shuō)都不完善，因?yàn)樘?yáng)、地球等天體都是運(yùn)動(dòng)的。(1)丹麥天文學(xué)家第谷的探索:

在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對(duì)行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測(cè)量，大大提高了測(cè)量的精確程度。在第谷之前，人們測(cè)量天體位置的誤差大約是10′，第谷把這個(gè)不確定性減小到2′。得出行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型.

其后，許多天文學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行不斷的探索、完善，建立了最初的天體運(yùn)動(dòng)理論。(2)德國(guó)物理學(xué)家開普勒的研究.

總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測(cè)資料，在他最初研究時(shí)，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8′，而當(dāng)時(shí)第谷公認(rèn)的誤差位2′,開普勒想,這8/可能就是認(rèn)為行星繞太陽(yáng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)造成的.后來(lái)他花了四年時(shí)間一遍一遍地進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律.開普勒第一定律所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上A1A2B1B2OO1O2開普勒第二定律若tAB=tCD=tEK，則sAB=sCD=sEK

SEKABCDEKSABSCD對(duì)于任意一個(gè)行星而言，它和太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積SEKABCDEKSABSCD問題：行星的速度是勻速的么？哪里速度最大？哪里最小？近日點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速度開普勒第三定律所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等公式：1.a

指橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，T指行星運(yùn)動(dòng)的周期2.k

是一個(gè)常數(shù)，對(duì)于繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)的行星來(lái)說(shuō)，k的大小與行星無(wú)關(guān)，只與中心天體有關(guān)中學(xué)里的近似處理實(shí)際上，行星的軌道與圓十分接近（圖7.1-3），在中學(xué)階段的研究中我們可按圓軌道處理。中學(xué)里的近似處理1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道近似為圓，太陽(yáng)處于圓心。2.行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3.所有行星軌道半徑的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即中學(xué)里的近似處理②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：③對(duì)于不是繞同一天體運(yùn)動(dòng)的天體，上面規(guī)律不成立，如衛(wèi)星與行星，則：木星的公轉(zhuǎn)周期是長(zhǎng)于一年，還是短于一年？①行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)都符合。例：對(duì)于地球和木星，就有開普勒行星