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1、1 1天體運動天體運動的圖片瀏覽天體運動的圖片瀏覽 天體運動的圖片瀏覽天體運動的圖片瀏覽 天體運動的圖片瀏覽天體運動的圖片瀏覽 天體運動的圖片瀏覽天體運動的圖片瀏覽 天體運動的圖片瀏覽天體運動的圖片瀏覽 在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領域。關于天體的運動，歷史上有過不同的看法. 地心說地心說(Geocentric Universe)地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學說。它最初由古地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學說。它最初由古希臘學者歐多克斯在公元前三世紀提出，后來經(jīng)托勒密希臘學者歐多克
2、斯在公元前三世紀提出，后來經(jīng)托勒密（90-168）進一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來。）進一步發(fā)展而逐漸建立和完善起來。托勒密的托勒密的“地心說地心說”體系體系日心說日心說(Solarcentric Universe)哥白尼的哥白尼的“日心說日心說”體系體系約在公元前約在公元前260年，古希臘天文學家阿利斯塔克最早提出年，古希臘天文學家阿利斯塔克最早提出了日心說的觀點。但真正發(fā)展并完善日心說的，是來自了日心說的觀點。但真正發(fā)展并完善日心說的，是來自波蘭的哥白尼（波蘭的哥白尼（1473-1543）。）。第谷的天文學觀測第谷的天文學觀測哥白尼的宇宙體系動搖了基督教宇宙體系的根基，但哥白尼的宇宙體系動搖
3、了基督教宇宙體系的根基，但它并沒有在天文測算的精確度上有多大的提高。近代它并沒有在天文測算的精確度上有多大的提高。近代早期最重要的觀測工作是由丹麥的第谷（早期最重要的觀測工作是由丹麥的第谷（1546-1601）進行的。進行的。仙后座的新星爆發(fā)仙后座的新星爆發(fā)開普勒開普勒開普勒（開普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第一個站出來捍）是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛(wèi)太陽中心說、并在天文學方面有突破性成就的人物，衛(wèi)太陽中心說、并在天文學方面有突破性成就的人物，被后世的科學史家稱為被后世的科學史家稱為“天上的立法者天上的立法者”。開普勒第二定律開普勒第二定律伽利略伽利略伽利略（伽利略（1564-16
4、42）是意大利文藝復興后期偉大的天）是意大利文藝復興后期偉大的天文學家、物理學家、力學家和哲學家，也是近代實驗物文學家、物理學家、力學家和哲學家，也是近代實驗物理學的開拓者。理學的開拓者。伽利略號伽利略號十七世紀，德國人開普勒在“日心說”的基礎上發(fā)現(xiàn)了行星運動的三定律，成為人類對行星運動第一次定量表述，為萬有引力的發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的基礎。：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。 對任意行星來說，他與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。 :所有行星的軌道半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等 。 給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供驗證 ：k水=3.3
5、61018K金=3.351018K地=3.311018K火=3.361018k是一個與行星無關的常量，那么你能猜想出它可能跟誰有關嗎是一個與行星無關的常量，那么你能猜想出它可能跟誰有關嗎? 根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運動的半長軸的三次方跟公轉周期二次方的比值是一個常數(shù)k，可以猜想，這個“k”一定與運動系統(tǒng)的物體有關因為常數(shù)k對于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關，而在運動系中除了行星就是中心天體太陽，故這一常數(shù)“k一定與中心天體太陽有關(通過后面的學習將知道k值與太陽質(zhì)量的關系)說明：說明：不僅適用于行星繞太陽運動，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉，不過比例式 中的k是不同的，與
6、中心天體有關；不僅適用于行星的橢圓軌道，也適用于圓軌道的勻速圓周運動，其中R理解為圓軌道半徑 實際上，由于行星的橢圓軌道都跟圓近似實際上，由于行星的橢圓軌道都跟圓近似開普勒關于行星運動的確切描述，不僅使人們在解決行星的運動學問題上有了依據(jù)，更澄清了人們對天體運動神秘、模糊的認識，同時也推動了對天體動力學問題的研究1、多數(shù)大行星繞太陽運動的軌道與圓十分接近，、多數(shù)大行星繞太陽運動的軌道與圓十分接近，太陽處在圓心太陽處在圓心2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度）不變，即行星做圓周運動速度（或線速度）不變，即行星做圓周運動3、所有行星軌道半
7、徑的三次方跟它的公轉周期、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的二次方比值都相等的二次方比值都相等遷移應用：1:1:下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A A地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,太陽太陽, ,月亮及其他行星都繞地球運動月亮及其他行星都繞地球運動B B太陽是靜止不動的，地球和其他行星繞太陽轉動太陽是靜止不動的，地球和其他行星繞太陽轉動C C地球是繞太陽運動的一顆行星地球是繞太陽運動的一顆行星D D日心說和地心說都是錯誤的日心說和地心說都是錯誤的C,DC,D2.2.下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A A太陽系的八大行星都有一個共同的軌道焦點太陽系的八大行星都
8、有一個共同的軌道焦點B B行星的運動方向總是沿軌道的切線方向行星的運動方向總是沿軌道的切線方向C C行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直D D日心說的說法是正確的日心說的說法是正確的A,BA,B 3 3宇宙飛船圍繞太陽在近似圓周的軌道上運動宇宙飛船圍繞太陽在近似圓周的軌道上運動, ,若其軌道半徑是地球軌若其軌道半徑是地球軌道半徑的道半徑的9 9倍，則飛船繞太陽運行的周期是（倍，則飛船繞太陽運行的周期是（ ） A 3A 3年年 B 9B 9年年 C 27C 27年年 D 81D 81年年 4 4兩行星運動軌道的半長軸之比是兩行星運動軌道的半長軸之比是4:9
9、4:9，則兩行星運動周期之比為（，則兩行星運動周期之比為（ ） A 4:9 B 2:3 C 8:27 D 6:3A 4:9 B 2:3 C 8:27 D 6:3 5 5木星的公轉周期為木星的公轉周期為1212個地球年個地球年, ,設地球距太陽的距離為一個天文設地球距太陽的距離為一個天文單位，那么木星距太陽的距離為單位，那么木星距太陽的距離為_個天文單位個天文單位 6 6天文學家觀察到哈雷彗星的轉動周期是天文學家觀察到哈雷彗星的轉動周期是7575年年, ,離太陽最近的距離離太陽最近的距離是是8.9x10 m,8.9x10 m,離太陽最遠的距離不能被測出。試根據(jù)開普勒定律離太陽最遠的距離不能被測出
10、。試根據(jù)開普勒定律估算這個最遠距離估算這個最遠距離, ,太陽系的開普勒常數(shù)太陽系的開普勒常數(shù)k=3.354k=3.35410 m /s 10 m /s .1018 3 218 3 2C CC C5.245.24答案答案:5.226x10 m:5.226x10 m12課后思考題： 飛船沿半徑為飛船沿半徑為R R的圓周繞地球運動的圓周繞地球運動, ,如圖所示如圖所示, ,其周期為其周期為T,T,如果飛船要返回地面，可在軌道上某一點如果飛船要返回地面，可在軌道上某一點A A處，將速處，將速率降低到適當數(shù)值率降低到適當數(shù)值, ,從而使飛船沿著以地心為焦點的橢從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓和地球表面相切于圓軌道運行，橢圓和地球表面相切于B B點點, ,設地球半徑設地球半徑為為R R0 0, ,問飛船從問飛船從A A點返回到地面上點返回到地面上B B點所需時間為多少點所需時間為多少? ?BR0RA17世紀前伽利略開普勒笛卡兒胡克、哈雷神圣和永恒的天體必然應該做最完美的勻速圓周運動，無需什么動因。一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周運動。行星一定是受到了來自太陽的類似于磁力的作用。在行星的周圍有旋轉的物質(zhì)作用在行星上，使得行星圍繞太陽運動。行星受到了太陽對它的引力。如果行星的軌道是圓形的，它所受的引力的大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。
高中物理 第三章 萬有引力定律 1 天體運動課件 教科版必修2
