燦爛星空神秘宇宙

燦爛星空神秘宇宙

物理組第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)第六章萬有引力與航天

閱讀課本P33—35科學(xué)足跡

一、對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)

分析討論人們對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)先后有哪些觀點(diǎn)？每種觀點(diǎn)的代表人物是誰？這些觀點(diǎn)存在什么問題？從第谷以及開普勒的研究經(jīng)歷中你獲得什么啟示？

托勒密地心說

地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng);太陽、月亮以及其它行星都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。一、對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)

“地心說”模型存在的問題（1）隨著人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的不斷研究發(fā)現(xiàn)，“地心說”所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多。如果把地球當(dāng)作繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星——換一個(gè)角度來考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡單了。（2）隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊(duì)導(dǎo)航，因而對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)觀測(cè)越來越精確，科學(xué)家經(jīng)過長期觀測(cè)及記錄的大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答。（3）對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)很難得出完滿的解答，所描述的行星運(yùn)動(dòng)也很復(fù)雜.

日心說

太陽是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng);地球和其它行星都圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。哥白尼現(xiàn)在觀點(diǎn)……

地心說、日心說的共同錯(cuò)誤：

這種神圣被開普勒的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律和牛頓的天體動(dòng)力學(xué)規(guī)律給徹底的否定了——開普勒說：天體運(yùn)動(dòng)軌道不是圓周

牛頓說：天體運(yùn)動(dòng)和地面物體運(yùn)動(dòng)一樣

兩者都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣；認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；天體的運(yùn)動(dòng)與地面上的運(yùn)動(dòng)所遵循的力學(xué)規(guī)律也應(yīng)不同?！虻溙煳膶W(xué)家，精于觀測(cè)?！?572年，他觀測(cè)到仙后座出現(xiàn)了一顆過去從來沒見過的亮星?！?601年，第谷臨終前，把自己畢生對(duì)火星的觀測(cè)資料全部留給了開普勒，委托他進(jìn)行整理研究。第谷（丹麥）——天才的觀測(cè)家開普勒（德國）◎在天文學(xué)史上，開普勒享有“天空立法者”的盛譽(yù)?！蜷_普勒觀念的基礎(chǔ)是日心說?！?609年和1619年發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律?！獢?shù)學(xué)天才開普勒開普勒第一定律

所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。二.開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星在各自不同的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)。這些橢圓軌道有一個(gè)共同的焦點(diǎn)——太陽所處的位置。開普勒開普勒第二定律

對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。行星運(yùn)行的速度變化有什么規(guī)律呢?離太陽近時(shí)速度快，離太陽遠(yuǎn)時(shí)速度慢．FF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它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。1、假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半長軸為

，公轉(zhuǎn)周期為

；火星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半長軸為

，公轉(zhuǎn)周期為

，那這些物理量之間應(yīng)該滿足怎樣的關(guān)系？思考：

開普勒定律是否適用于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)呢？需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時(shí)比值k是由行星（中心天體）所決定的另一恒量．（2）開普勒定律是根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從觀察行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來的．

（3）行星運(yùn)動(dòng)的近似處理——看做圓軌道、勻速圓周運(yùn)動(dòng)2、下列說法中正確的是（

）

A.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球處在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上

B.人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度是不斷變化的；在近日點(diǎn)附近速率大，遠(yuǎn)地點(diǎn)附近速率?。恍l(wèi)星與地心的連線，在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等

C.大多數(shù)人造地球衛(wèi)星的軌道，跟月亮繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道，都可以近似看作為圓，這些圓的圓心在地心處

D.月亮和人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，跟行星繞太陽運(yùn)動(dòng)，遵循相同的規(guī)律ABCD3、關(guān)于開普勒定律，下列說法正確的是（

）

A.開普勒定律是根據(jù)對(duì)行星觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論

B.根據(jù)開普勒第二定律，行星在橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)的過程中，其速度隨行星與太陽之間距離的變化而變化，距離小時(shí)速度大，距離大時(shí)速度小

C.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道可近似看作圓,即可認(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D.開普勒定律只適用于太陽系，對(duì)其他恒星系不適用；行星的衛(wèi)星（包括人造衛(wèi)星）繞行星的運(yùn)動(dòng)，是不遵循開普勒定律的ABC

4、地球繞太陽的運(yùn)行軌道是橢圓,因而地球與太陽之間的距離在不斷變化。冬至這天地球離太陽最近,夏至最遠(yuǎn)。下列關(guān)于地球在這兩天繞太陽公轉(zhuǎn)速度大小的說法中,正確的是（

）

A.地球公轉(zhuǎn)速度是不變的

B.冬至這天地球公轉(zhuǎn)速度大

C.夏至這天地球公轉(zhuǎn)速度大

D.無法確定

B

5、關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)說法正確的是（

）

A、行星半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期越大

B、行星半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期越大

C、水星半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期最大

D、海王星半長軸最長，公轉(zhuǎn)周期最大BD

．6、已知木星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍，則木星軌道半長軸是地球軌道半長軸的多少倍？

6、已知木星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍，則木星軌道半長軸是地球軌道半長軸的多少倍？

解析：設(shè)木星的公轉(zhuǎn)周期和軌道半長軸分別是、,地球公轉(zhuǎn)周期和軌道半長軸分別是、，則根據(jù)開普勒第三定律得：

把帶入解得：

即木星軌道半長軸是地球軌道半長軸的倍。一、對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)地球是中心(地心說)→太陽是中心(日心說)→宇宙無限（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)的發(fā)展）二、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律1、軌道定律：橢圓2、面積定律:面積相等速率：近快遠(yuǎn)慢3、周期定律：K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的常量周期：近小遠(yuǎn)大小結(jié)需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時(shí)比值k是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量．（2）行星