第六章万有引力与航天sect61行星的运动.ppt

,第六章 万有引力与航天 §6.1行星的运动,在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。,一、地心说,托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”. 地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动 地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.,托 勒 密,统治很长时间的原因：,符合人们的日常经验； 符合宗教地球是宇宙的中心的说法。,二、日心说,哥白尼在16世纪提出了日心说 日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 1543 年哥白尼的天体运行论 出版，书中详细描述了日心说理论.,哥 白 尼,第 谷（丹麦）,开普勒（德国）,潜心研究,三、开普勒行星运动定律,开普勒第一定律：（轨道定律） 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上,太阳系,行星绕太阳运动的情景,开普勒第二定律：（面积定律） 对任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢,开普勒第三定律：（周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,比值k是与行星无关而只与太阳有关的恒量,需要注意: （1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量 （2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运动太阳处在圆心。（此时a=R) （3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的,例1、下列说法正确的是（ ） A地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动 B太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动 C地球是绕太阳运动的一颗行星 D日心说和地心说都是错误的,正确答案为C、D,例2：下列说法中正确的是（ ） A、天体运动是最完美、和谐的匀速圆周运动 B、第谷对天体的运动经过长达二十年之久的连续观察，发现行星做椭圆运动 C、开普勒在第谷等前人的基础上，经过长期艰苦计算和观测，发现了行星的运动规律 D、在绕太阳运动的行星中，地球的公转周期是最小的,答案是：C,例3、对于开普勒第三定律的表达式的理解正确的是（ ） A、k与R3成正比 B、 T是行星运动的自转周期 C、k值是与R和T无关的值 D、k值只与中心天体有关,答案是：C、D,例4：根据开普勒定律，我们推出的正确结论有（ ） A、人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B、卫星离地球愈远，速率愈小 C、卫星离地球愈远，周期愈大 D、同一卫星绕不同的行星运行，T3/R2的值都相同。,答案是：BC,例5：地球公转运行的轨道半径R1=1.49×1011m,若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径R2=1.43×1012m,其周期是多长？,解析： 地球和土星均为太阳的行星，对太阳的所有行星，其运行轨道半径R和运行周期T均满足R3/T2=常量k， 根据开普勒第三定律R3/T2=k得：,解得：T=29.7年,小结：,日心说战胜地心说 开普勒行星发现的行星运动定律为研究行星的运动提供了依据,