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1、行星的運動行星的運動我們的太陽系我們的太陽系太陽系主要成員太陽系主要成員太陽和其八大行星：太陽和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星天王星、海王星 我們的銀河系我們的銀河系古人對天體運動有古人對天體運動有哪些看法？哪些看法？ 地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物基本論點基本論點缺點缺點一、地心說和日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密基本論點基本論點缺點缺點一、地心說和日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密哥白尼哥白尼基本論點基本論點缺點缺點一、地心說和
2、日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密哥白尼哥白尼基本論點基本論點地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是靜止不動的是靜止不動的缺點缺點一、地心說和日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密哥白尼哥白尼基本論點基本論點地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是靜止不動的是靜止不動的宇宙的中心是太陽宇宙的中心是太陽缺點缺點一、地心說和日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密哥白尼哥白尼基本論點基本論點地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是靜止不動的是靜止不動的宇宙的中心是太陽宇宙的中心是太陽缺點
3、缺點描述天體的運動遇描述天體的運動遇到了困難到了困難一、地心說和日心說一、地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物托勒密托勒密哥白尼哥白尼基本論點基本論點地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是靜止不動的是靜止不動的宇宙的中心是太陽宇宙的中心是太陽缺點缺點描述天體的運動遇描述天體的運動遇到了困難到了困難太陽不是宇宙的中太陽不是宇宙的中心，行星繞太陽的心，行星繞太陽的運動軌道不是圓運動軌道不是圓一、地心說和日心說一、地心說和日心說(3)內(nèi)容：內(nèi)容：他假設(shè)地球并不是他假設(shè)地球并不是宇宙的中心，太陽是靜止不動的，宇宙的中心，太陽是靜止不動的，地球和其他行星都是圍繞著太陽地球和其他行星都是
4、圍繞著太陽做勻速圓周運動做勻速圓周運動. 2. 日心說日心說(4)代表人物：代表人物：哥白尼哥白尼(1)日心說提出的背景：日心說提出的背景：在當時，哥倫布和在當時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相信地球并不麥哲倫的探險航行已經(jīng)使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體。是一個平臺，而是一個球體。(2)哥白尼的推測：哥白尼的推測：是不是地球每天在圍繞是不是地球每天在圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周自己的軸線旋轉(zhuǎn)一周 (5)哥白尼日心說的進步：哥白尼日心說的進步：行星運動的描行星運動的描述簡單了，地心說遇到的問題解決了述簡單了，地心說遇到的問題解決了(6)哥白尼日心說為什么在發(fā)表一個世紀哥白尼日心說
5、為什么在發(fā)表一個世紀中完全被人們所忽視中完全被人們所忽視 ?在他的著作中，在他的著作中，“日心說日心說”只是一個只是一個“假設(shè)假設(shè)”；當時的歐洲正處于基督教改革當時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中；與反改革的騷亂中；在哥白尼的著作中有在哥白尼的著作中有一些很不精確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的一些很不精確的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)得出的計算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測結(jié)果計算結(jié)果不能很好地與行星位置的觀測結(jié)果相符合。相符合。日心說相對地心說能更完美地解日心說相對地心說能更完美地解釋天體的運動，但這兩種學說都不完釋天體的運動，但這兩種學說都不完善。因為太陽、地球等天體都是運動善。因為太陽、地球等天
6、體都是運動的，鑒于當時對自然科學的認識能的，鑒于當時對自然科學的認識能力，日心說比地心說更先進。力，日心說比地心說更先進。1. 丹麥天文學家第谷丹麥天文學家第谷 的探索的探索:在哥白尼之后，第谷連續(xù)在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的年對行星的位置進行了較仔細的測量，大大提高了測量的位置進行了較仔細的測量，大大提高了測量的精確程度。在第谷之前，人們測量天體位置的精確程度。在第谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是誤差大約是10 ，第谷把這個不確定性減小到，第谷把這個不確定性減小到2 。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型。其后，許多天文學家對天體運動進行不其后，
7、許多天文學家對天體運動進行不斷探索、完善，建立了最初的天體運動理論斷探索、完善，建立了最初的天體運動理論. 二、天文學家對天體運動進一步的研究二、天文學家對天體運動進一步的研究2. 德國物理學家開普勒的研究德國物理學家開普勒的研究. 總結(jié)了他的導師第谷的全部觀測資料，總結(jié)了他的導師第谷的全部觀測資料，在他最初研究時，他得到的結(jié)果與第谷的觀在他最初研究時，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差察數(shù)據(jù)相差8 ，而當時第谷公認的誤差位，而當時第谷公認的誤差位2 ,開普勒想開普勒想,這這8 可能就是認為可能就是認為行星繞太陽勻速圓周運動造行星繞太陽勻速圓周運動造成的成的.后來他花了四年時間一后來他花了四年時
8、間一遍一遍地進行數(shù)學計算，通遍一遍地進行數(shù)學計算，通過計算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了過計算這一懷疑使他發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律行星運動三大定律.開普勒三定律開普勒三定律開普勒（開普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第）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，被后世的科學史家稱為有突破性成就的人物，被后世的科學史家稱為“天上的立法者天上的立法者”。開開普普勒勒第第二二定定律律三、行星的運動三、行星的運動開普勒第一定律開普勒第一定律開開普普勒勒所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢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
9、圓的一個焦點上。圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。三、行星的運動三、行星的運動開普勒第二定律開普勒第二定律開開普普勒勒對于每一個行星而言，太陽和行星的聯(lián)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。線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。近近處處快快遠遠處處慢慢三、行星的運動三、行星的運動開普勒第三定律開普勒第三定律開開普普勒勒所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公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。轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。3. 開普勒第三定律（周期定律）開普勒第三定律（周期定律） 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸半長軸的三次方跟的三次方跟公公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周
10、期的二次方的比值都相等。周期的二次方的比值都相等。kTa 233. 開普勒第三定律（周期定律）開普勒第三定律（周期定律）行星繞太陽運動都符合：行星繞太陽運動都符合：kTa 23 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸半長軸的三次方跟的三次方跟公公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。周期的二次方的比值都相等。3. 開普勒第三定律（周期定律）開普勒第三定律（周期定律）行星繞太陽運動都符合：行星繞太陽運動都符合：對于地球和木星，就有：對于地球和木星，就有：kTa 23kTRTR 2323木木木木地地地地 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸半長軸的三次方跟的三次方跟公公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。周期
11、的二次方的比值都相等。行星行星半長軸半長軸(106km)公轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期(天天)K值值水星水星5787.973.361018金星金星1082253.351018地球地球1493653.311018火星火星2286873.361018木星木星7784333土星土星142610759天王星天王星286930686海王星海王星449560188同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星0.04241月球月球0.384427.322【探究探究】3. 開普勒第三定律（周期定律）開普勒第三定律（周期定律）注意注意: 比值比值k是一個與行星本身無關(guān)的物理量是一個與行星本身無關(guān)的物理量行星繞太陽運動都符合：行星繞太陽運動都符合：對于地
12、球和木星，就有：對于地球和木星，就有：kTa 23kTRTR 2323木木木木地地地地 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸半長軸的三次方跟的三次方跟公公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。周期的二次方的比值都相等。kTR 23對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運動規(guī)律：也符合運動規(guī)律：對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運動規(guī)律：也符合運動規(guī)律：月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不是繞太陽運動，它們和行星運動比較，不是繞太陽運動，它們和行星運動比較，就有：就有：2323行行行行衛(wèi)衛(wèi)衛(wèi)衛(wèi)TRTR kTR 23【
13、典例典例1 1】太陽系中有八大行星太陽系中有八大行星, 請你將它們繞太陽運動的周期由小到請你將它們繞太陽運動的周期由小到大依次排序大依次排序【典例典例1 1】太陽系中有八大行星太陽系中有八大行星, 請你將它們繞太陽運動的周期由小到請你將它們繞太陽運動的周期由小到大依次排序大依次排序太陽系主要成員太陽系主要成員太陽和其八大行星：太陽和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星天王星、海王星【典例典例2 2】兩個行星的質(zhì)量分別是兩個行星的質(zhì)量分別是m1、m2，它們繞太陽運行的軌道半長，它們繞太陽運行的軌道半長軸分別是軸分別是R1和和R2，則它
14、們的公轉(zhuǎn)周期之，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為多少？比為多少？【典例典例2 2】兩個行星的質(zhì)量分別是兩個行星的質(zhì)量分別是m1、m2，它們繞太陽運行的軌道半長，它們繞太陽運行的軌道半長軸分別是軸分別是R1和和R2，則它們的公轉(zhuǎn)周期之，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為多少？比為多少？323121RRTT 開普勒關(guān)于行星運動的描開普勒關(guān)于行星運動的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。了基礎(chǔ)。意意 義義:1. 多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；近圓，太陽處在圓心；2. 對某一行星來說，它繞太陽做圓周對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即運動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運動；行星做勻速圓周運動；3. 所有行星軌道半徑的三次方跟它的所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。四、高中階段對行星運動的近似化研究四、高中階段對行星運動的近似化研究【典例典例3 3】宇宙飛船圍繞太陽在近宇宙飛船圍繞太陽在近似圓形的軌道上運動，若軌道半徑是似圓形的軌道上運動，若軌道半徑是地球軌道半徑的地球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船繞太倍，則宇宙飛船繞太陽運行的周期是（陽運行的周期是（ ）A. 3年年B. 9年年C. 27年年D. 81年年
湖南省高三物理 行星的運動課件
