物理-課件-天體運(yùn)動(dòng)

萬(wàn)有引力與航天天體運(yùn)動(dòng)渾天說(shuō)是我國(guó)古代的另一種重要宇宙理論，認(rèn)為"渾天如雞子，天體圓如蛋丸，地如雞中黃"，天內(nèi)充滿了水，天靠氣支撐著，地那么浮在水面上。天的大圓分為365.25度，渾天旋軸兩端分別稱為南極、北極，赤道垂直于天極，黃道斜交著天的大圓，黃赤道交角為24度。我國(guó)古代的天文學(xué)公元前，古人觀察到北極星常年不動(dòng)，以及北斗七星等拱極星的回轉(zhuǎn)，便以為星空是圓的。就象一只倒扣的大鍋，覆蓋在大地上，而北極那么是這蓋天的頂，又認(rèn)為地是方的，就象一圍棋盤(pán)，此即“天圓地方〞之說(shuō)。東漢時(shí)的渾天儀行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)托勒密地心說(shuō)

地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)■地心說(shuō)(GeocentricUniverse)由于這一學(xué)說(shuō)沒(méi)有反映行星運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，經(jīng)不起長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)檢驗(yàn)，后來(lái)為哥白尼“日心說(shuō)〞所推翻。托勒密的“地心說(shuō)〞天體模型之所以能夠流行千年，是有它的優(yōu)點(diǎn)和歷史原因的。它的主要特點(diǎn)是：1．繞著某一中心的勻角速運(yùn)動(dòng)，符合當(dāng)時(shí)占主導(dǎo)思想的柏拉圖的假設(shè)，也適合于亞里士多德的物理學(xué)，易于被接受。

2．用幾種圓周軌道不同的組合預(yù)言了行星的運(yùn)動(dòng)位置，與實(shí)際相差很小，相比以前的體系有所改進(jìn)，還能解釋行星的亮度變化。3．地球不動(dòng)的說(shuō)法，對(duì)當(dāng)時(shí)人們的生活是令人撫慰的假設(shè)，也符合基督教信仰。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)做圓周運(yùn)動(dòng)。哥白尼行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)■日心說(shuō)(SolarcentricUniverse)由于哥白尼的學(xué)說(shuō)觸犯了基督教的教義，遭到了教會(huì)的反對(duì)。他的著作更是被列為禁書(shū)。但真理是封鎖不住的，哥白尼的學(xué)說(shuō)后來(lái)得到了許多科學(xué)家的繼承和開(kāi)展。1882年，羅馬教皇不得不成認(rèn)哥白尼的學(xué)說(shuō)是正確的。這一光輝學(xué)說(shuō)經(jīng)過(guò)三個(gè)世紀(jì)的艱苦斗爭(zhēng)，終于獲得完全勝利并為社會(huì)所成認(rèn)?！叭招恼f(shuō)〞也并不是絕對(duì)正確的，因?yàn)樘?yáng)只是太陽(yáng)系的一個(gè)中心天體，而太陽(yáng)系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽(yáng)并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的?！叭招恼f(shuō)〞，只是比“地心說(shuō)〞更準(zhǔn)確一些罷了。

為真理而獻(xiàn)身的布魯諾(視頻)喬達(dá)諾·布魯諾(GiordanoBruno,1548-1600)1600年2月17日，在意大利羅馬的鮮花廣場(chǎng)上，宗教裁判所奉教皇克萊門(mén)特八世之命，向眾多虔誠(chéng)的基督教徒宣布了布魯諾褻讀神圣宗教的“罪行〞，宣判了將布魯諾處以火刑的決定，熊熊烈火吞噬了一個(gè)杰出科學(xué)家的生命。第谷認(rèn)為，要?jiǎng)?chuàng)立一個(gè)滿意的星體運(yùn)行理論，必須精確掌握星體的運(yùn)行位置。在他以前,人們測(cè)量天體位置的誤差大約是10′,第谷通過(guò)連續(xù)２０年對(duì)行星的觀察，把這個(gè)不確定性減小到2′。他編制的星體位置圖表，至今仍有使用價(jià)值。第谷被后人譽(yù)為“星學(xué)之王〞，并把天上的一顆恒星命名為“第谷星〞。第谷（丹麥）第谷星■“星學(xué)之王〞——第谷開(kāi)普勒（德國(guó)）行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)第谷的眼睛與開(kāi)普勒的頭腦四年多的刻苦計(jì)算↓二十年的精心觀測(cè)↓8′的偏差否認(rèn)19種假設(shè)↓750多顆星的觀測(cè)記錄幾千個(gè)數(shù)據(jù)誤差僅為2′？行星軌道是橢圓的怎么回事……..進(jìn)行了70屢次嘗試……第谷（丹麥）開(kāi)普勒出身貧寒，4歲時(shí)患天花損壞了視力，一只手落下殘疾。他在用圓周運(yùn)動(dòng)模型對(duì)火星軌道的研究中，七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8‘的角度偏差。開(kāi)普勒對(duì)第谷數(shù)據(jù)的精確性深信不疑，猜測(cè)行星的運(yùn)動(dòng)并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。人們長(zhǎng)期以來(lái)視為真理的觀念第一次受到了疑心。此后，他經(jīng)過(guò)多年的嘗試性計(jì)算，終于發(fā)現(xiàn)并先后發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律。開(kāi)普勒■“天空立法者〞——開(kāi)普勒開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)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)上開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)普勒第二定律

對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)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。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的近似處理半長(zhǎng)軸長(zhǎng)為：1.498×108km半短軸長(zhǎng)為：1.4958×108km1.001開(kāi)普勒三大定律都是經(jīng)驗(yàn)定律?！纠?】以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．太陽(yáng)系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)B．行星的運(yùn)動(dòng)方向總是軌道的切線方向C．行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽(yáng)的連線垂直D．日心說(shuō)的說(shuō)法是正確的【例2】如圖所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)的情況示意圖，則下面的說(shuō)法正確的是：A、速度最大的點(diǎn)是B點(diǎn)B、速度最小的點(diǎn)是C點(diǎn)C、m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)D、m從B到A做減速運(yùn)動(dòng)MABmDC

從A到B過(guò)程的速度、加速度的大小變化？【例3】地球到太陽(yáng)的距離為水星到太陽(yáng)距離的2.6倍，那么地球和水星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度之比是多少？【例4】某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3，那么此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是( )A.1～4天 B.4～8天C.8～16天 D.16～20天【例5】某行星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)行，它的近日點(diǎn)A到太陽(yáng)的距離為r，遠(yuǎn)日點(diǎn)B到太陽(yáng)的距離為R.假設(shè)行星經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速度為VA求：該行星經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)的速度VB的大小ABrROA1B1ABrRO

解：設(shè)行星在極短的時(shí)間△t內(nèi)由A到A1，由B到B1?！?/p>

由開(kāi)普勒第二定律可知：

△OAA1與△OBB1面積相等極限思想-----瞬時(shí)速度例、月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍，其運(yùn)行周期約為27天.現(xiàn)應(yīng)用開(kāi)普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)離地多高時(shí)，人造地球衛(wèi)星可隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就象其停在天空一樣〔同步衛(wèi)星〕?！睷地=6.4×103km)

繞同一天體運(yùn)動(dòng)的不同天體,都循開(kāi)普勒的周期定律解：設(shè)人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，周期為T(mén)1〔此周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同〕，月球的軌道的半徑為R2周期為T(mén)2同步衛(wèi)星離地面的高度為:∴∵一、“地心說(shuō)〞與“日心說(shuō)〞地球是中心→太陽(yáng)是中心→宇宙無(wú)限〔科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)開(kāi)展〕二、行星運(yùn)動(dòng)定律1、軌道定律:-------橢圓軌道2、面積定律:-------V近＞Ｖ遠(yuǎn)3、周期定律:-------

小結(jié)StephenHawking(1942-)著名的科學(xué)家貝特郎·羅素曾經(jīng)作過(guò)一次關(guān)于天文學(xué)方面的講演。他描述了地球如何繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，以及太陽(yáng)又是如何繞著我們稱之為星系的巨大的恒星群的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。演講結(jié)束之時(shí)，一位坐在房間后排的矮個(gè)老婦人站起來(lái)說(shuō)道：“你說(shuō)的這些都是廢話。這個(gè)世界實(shí)際上是馱在一只大烏龜?shù)谋成系囊粔K平板。〞這位科學(xué)家很有教養(yǎng)地微笑著答道：“那么這只烏龜是站在什