高中物理人教版 (新课标)必修2第六章 万有引力与航天1.行星的运动优质课件ppt

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对天体的运动，历史上曾有过两种对立的认识，并为此发生过激烈的斗争：
认为地球是宇宙中心，地球是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都围绕地球旋转。该学说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来，描绘了一个复杂的天体运动图象，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系。
　　地心说把地球当作宇宙中心是错误的，但它却统治了很长的一段时间：
　　尽管是错误的，但它作为历史，仍然有它存在的必然性，正是因为它才进一步激发人们去探索，因此它的功绩还是不应全盘抹杀。
①符合人们的日常经验；
②符合宗教统治者的观点。
随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。
　　哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。
　 认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动。
　　哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，一年的周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。
实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。
“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。这种学说和统治者宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：
哥白尼拦住了太阳，推动了地球。
地球是宇宙的中心，是静止不动的
描述天体的运动遇到了困难
太阳不是宇宙的中心，行星绕太阳的运动轨道不是圆
第谷·布拉赫（1546-1601），丹麦天文学家和占星学家。生于克努兹斯图普（今属瑞典）。
1572年11月11日第谷发现仙后座中的一颗超新星（银河系的），第二年发表论文《新星》，后来受丹麦国王腓特烈二世的邀请，在汶岛建造天堡观象台，建造了许多大型精密的天文仪器，经过20年的天文观测，第谷发现了许多新的天文现象。
结论:否定19种假设认为行星轨道为椭圆
所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在所在椭圆的一个焦点上。
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
(近日点速率最大，远日点速率最小)
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
即：R3 / T 2 = k
K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量.
开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础.
地球是中心→太阳是中心→宇宙无限
（科学精神推动了认识发展）
1、轨道定律：椭圆,中心天体处于焦点
（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）
2、面积定律：近日点速率最大，远日点速率最小
把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动
在运用开普勒定律时注意：
▲定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值R3/T2=k的大小由行星决定。
▲行星轨道都是椭圆，但有圆近似，故计算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。
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
关于行星的运动以下说法正确的是（ ）A、行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B、行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C、水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D、冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长
从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 （ ） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．1:4
木星的公转周期约为12年，地球到太阳的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离为（　　　） A、2天文单位 B、4天文单位 C、5.2天文单位 D、12天文单位
2、你能否例举一些事实或设计一个实验来说明：地球绕太阳转动是椭圆轨道而不是正圆轨道。
1、第一次揭示行星运动规律的科学家是______，他是在________的观测资料的基础上总结出来的。
4、木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动周期的12倍，则木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的多少倍？
3、试由开普勒第三定律说明离太阳越远的行星，其运行速度越小（把行星的运动看作是匀速圆周运动）。
5、天文学家观察哈雷彗星的周期是75年，离太阳的最近的距离是8.9×1010m，但它离太阳的最远距离不能测出，试根据开普勒定律计算这个最远距离。已知太阳系的开普勒恒量k=3.354×1018m3/s2。
1、已知宇宙飞船离地面的最大距离为183km，最近距离为24.4km，求飞船绕地球运转的周期。地球的开普勒恒量k=1.01×1013m3/s2
（提示：注意地球半径）
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道运动，如图，F1、F2是椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点F1上。已知两个焦点的连线与椭圆的交点A到F1距离为a，与交点椭圆的交点B到F1距离为b，则行星在A、B两点的速率之比为多大？
3、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某点A处，将速率减小到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示。 如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需的时间。
1.海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？
2.一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是： A．1－4天之间 B．4－8天之间 C．8－16天之间 D．16－20天之间
第谷发现的新天文学现象
　　如黄赤交角的变化、月球运行的二均差，并重新测量了岁差数值( 每年51” )。第谷对天文学的贡献是不可磨灭的，他所做的观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。