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1、第第 三三 节节 人类对太空的不懈追求人类对太空的不懈追求2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2人类观察星空人类观察星空人类观察星空人类观察星空,为了耕作为了耕作为了耕作为了耕作.为了远行为了远行为了远行为了远行,为了信仰为了信仰为了信仰为了信仰,为了为了为了为了探索大自然的奥秘探索大自然的奥秘探索大自然的奥秘探索大自然的奥秘2021/8/11 星期三3从太空俯看我们美丽的地球从太空俯看我们美丽的地球从太空俯看我们美丽的地球从太空俯看我们美丽的地球2021/8/11 星期三4人类对太空的不懈追求人类对太空的不懈追求人类对太空的不懈追求人类对太空的不懈追求2021/8/11 星
2、期三5一、古希腊人的探索一、古希腊人的探索 以亚里士多德为代表的古以亚里士多德为代表的古以亚里士多德为代表的古以亚里士多德为代表的古希腊人认为地球位于宇宙的中希腊人认为地球位于宇宙的中希腊人认为地球位于宇宙的中希腊人认为地球位于宇宙的中心。所有天体都围绕宇宙的中心。所有天体都围绕宇宙的中心。所有天体都围绕宇宙的中心。所有天体都围绕宇宙的中心心心心地球做匀速圆周运动。地球做匀速圆周运动。地球做匀速圆周运动。地球做匀速圆周运动。2021/8/11 星期三6 围绕地球的天体的排列顺序围绕地球的天体的排列顺序围绕地球的天体的排列顺序围绕地球的天体的排列顺序为月球、水星、金星、太阳、为月球、水星、金星、
3、太阳、为月球、水星、金星、太阳、为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、最外层火星、木星、土星、最外层火星、木星、土星、最外层火星、木星、土星、最外层为恒星的球壳。为恒星的球壳。为恒星的球壳。为恒星的球壳。2021/8/11 星期三7 古希腊人设想每个行古希腊人设想每个行古希腊人设想每个行古希腊人设想每个行星都沿圆周运动，其运动星都沿圆周运动，其运动星都沿圆周运动，其运动星都沿圆周运动，其运动轨迹就是行星的本轮。同轨迹就是行星的本轮。同轨迹就是行星的本轮。同轨迹就是行星的本轮。同时，这个圆的中心运动轨时，这个圆的中心运动轨时，这个圆的中心运动轨时，这个圆的中心运动轨迹就是行星的均轮。迹就是
4、行星的均轮。迹就是行星的均轮。迹就是行星的均轮。2021/8/11 星期三8 天文学家托勒密完善了地天文学家托勒密完善了地天文学家托勒密完善了地天文学家托勒密完善了地心本轮理论。第一次对已知天心本轮理论。第一次对已知天心本轮理论。第一次对已知天心本轮理论。第一次对已知天体的运动进行详细定量的说明。体的运动进行详细定量的说明。体的运动进行详细定量的说明。体的运动进行详细定量的说明。为航海家、天文学家和占星士为航海家、天文学家和占星士为航海家、天文学家和占星士为航海家、天文学家和占星士所采用。该理论一直持续了近所采用。该理论一直持续了近所采用。该理论一直持续了近所采用。该理论一直持续了近20002
5、000年。年。年。年。地心说地心说2021/8/11 星期三9 15431543年，波兰天文学家哥年，波兰天文学家哥年，波兰天文学家哥年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人宣布了他白尼临终时，向世人宣布了他白尼临终时，向世人宣布了他白尼临终时，向世人宣布了他几十年来研究的成果几十年来研究的成果几十年来研究的成果几十年来研究的成果天体运天体运天体运天体运行论行论行论行论。正式推出了。正式推出了。正式推出了。正式推出了日心说日心说日心说日心说。哥白尼认为，太阳是宇宙的中哥白尼认为，太阳是宇宙的中哥白尼认为，太阳是宇宙的中哥白尼认为，太阳是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、心，水星、金星、地球、火星
6、、心，水星、金星、地球、火星、心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都围绕太阳做匀速木星及土星都围绕太阳做匀速木星及土星都围绕太阳做匀速木星及土星都围绕太阳做匀速圆周运动。月球是地球的卫星。圆周运动。月球是地球的卫星。圆周运动。月球是地球的卫星。圆周运动。月球是地球的卫星。但是，当时人们对哥白尼的日但是，当时人们对哥白尼的日但是，当时人们对哥白尼的日但是，当时人们对哥白尼的日心说并不认同。心说并不认同。心说并不认同。心说并不认同。2021/8/11 星期三10 第谷是非常了不起的天文第谷是非常了不起的天文第谷是非常了不起的天文第谷是非常了不起的天文观测家，当时尚未发现望远镜，观测家，当时尚未发
7、现望远镜，观测家，当时尚未发现望远镜，观测家，当时尚未发现望远镜，他通过自制的观测仪器对星体他通过自制的观测仪器对星体他通过自制的观测仪器对星体他通过自制的观测仪器对星体进行认真系统的观测。他的测进行认真系统的观测。他的测进行认真系统的观测。他的测进行认真系统的观测。他的测量结果证明了托勒密与哥白尼量结果证明了托勒密与哥白尼量结果证明了托勒密与哥白尼量结果证明了托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据的理论计算结果都与观测数据的理论计算结果都与观测数据的理论计算结果都与观测数据不相符。不相符。不相符。不相符。2021/8/11 星期三11 开普勒研究了第谷连续开普勒研究了第谷连续开普勒研究了第
8、谷连续开普勒研究了第谷连续2020年年年年的观测数据，希望进一步解释的观测数据，希望进一步解释的观测数据，希望进一步解释的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道。但他哥白尼的行星圆形轨道。但他哥白尼的行星圆形轨道。但他哥白尼的行星圆形轨道。但他失败了。因为他得到的结果与失败了。因为他得到的结果与失败了。因为他得到的结果与失败了。因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有第谷的观测数据至少有第谷的观测数据至少有第谷的观测数据至少有8 8的误差。的误差。的误差。的误差。开普勒相信这不是第谷的粗心，开普勒相信这不是第谷的粗心，开普勒相信这不是第谷的粗心，开普勒相信这不是第谷的粗心，而是哥白尼的理论
9、还需要进一而是哥白尼的理论还需要进一而是哥白尼的理论还需要进一而是哥白尼的理论还需要进一步完善。从此他开始研究行星步完善。从此他开始研究行星步完善。从此他开始研究行星步完善。从此他开始研究行星的非匀速圆周运动。经过多年的非匀速圆周运动。经过多年的非匀速圆周运动。经过多年的非匀速圆周运动。经过多年的埋头计算，数十次的否定自的埋头计算，数十次的否定自的埋头计算，数十次的否定自的埋头计算，数十次的否定自己的设想，开普勒最终发现了己的设想，开普勒最终发现了己的设想，开普勒最终发现了己的设想，开普勒最终发现了更精确的行星运动规律，并先更精确的行星运动规律，并先更精确的行星运动规律，并先更精确的行星运动规
10、律，并先后提出了三大定律。后提出了三大定律。后提出了三大定律。后提出了三大定律。2021/8/11 星期三12开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。太阳位于椭圆的一个焦点上。太阳位于椭圆的一个焦点上。太阳位于椭圆的一个焦点上。2021/8/11 星期三13开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）开普勒第二定
11、律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过的面积相等。在相等的时间内扫过的面积相等。在相等的时间内扫过的面积相等。在相等的时间内扫过的面积相等。2021/8/11 星期三14开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴r r的立方与其公的立方与其公的立方与其公的立方与其公转周期转周期转周期转周期T T的平方成正比的平方成正比的平方成正比的平方成正比。2021/8/11 星期三15 人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什么会人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什
12、么会人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什么会人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什么会这样运动。这样运动。这样运动。这样运动。亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动。就应围绕地球做匀速圆周运动。就应围绕地球做匀速圆周运动。就应围绕地球做匀速圆周运动。开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，并且天体受到磁力
13、随距离的增加而减弱。并且天体受到磁力随距离的增加而减弱。并且天体受到磁力随距离的增加而减弱。并且天体受到磁力随距离的增加而减弱。胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的向心力的作用才进行圆周运动。向心力的作用才进行圆周运动。向心力的作用才进行圆周运动。向心力的作用才进行圆周运动。2021/8/11 星期三16 牛顿用数学方法证明了物牛顿用数学方法证明了物牛顿用数学方法证明了物牛顿用数学方法证明了物体围绕中心运动时有一向心力。体围绕中心运动时有一向心力。体围绕中心运动时
14、有一向心力。体围绕中心运动时有一向心力。由于物体沿椭圆轨道运动，向由于物体沿椭圆轨道运动，向由于物体沿椭圆轨道运动，向由于物体沿椭圆轨道运动，向心力与质点到中心的距离的平心力与质点到中心的距离的平心力与质点到中心的距离的平心力与质点到中心的距离的平方成反比。继而推广到宇宙中方成反比。继而推广到宇宙中方成反比。继而推广到宇宙中方成反比。继而推广到宇宙中的物体都在彼此吸引。牛顿将的物体都在彼此吸引。牛顿将的物体都在彼此吸引。牛顿将的物体都在彼此吸引。牛顿将地球对物体的引力扩展到月球，地球对物体的引力扩展到月球，地球对物体的引力扩展到月球，地球对物体的引力扩展到月球，认为地球引力与太阳对行星的认为地
15、球引力与太阳对行星的认为地球引力与太阳对行星的认为地球引力与太阳对行星的作用力，行星对卫星的作用力作用力，行星对卫星的作用力作用力，行星对卫星的作用力作用力，行星对卫星的作用力是性质相同的力，在此基础上，是性质相同的力，在此基础上，是性质相同的力，在此基础上，是性质相同的力，在此基础上，牛顿最终给出了具有科学革命牛顿最终给出了具有科学革命牛顿最终给出了具有科学革命牛顿最终给出了具有科学革命价值的万有引力定律价值的万有引力定律价值的万有引力定律价值的万有引力定律：2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19n n年月，美国年月，美国年月，美国年月，美
16、国“挑战者号挑战者号挑战者号挑战者号”航天飞机起航天飞机起航天飞机起航天飞机起飞后凌空爆炸，名壮志未酬的宇航员、包括一飞后凌空爆炸，名壮志未酬的宇航员、包括一飞后凌空爆炸，名壮志未酬的宇航员、包括一飞后凌空爆炸，名壮志未酬的宇航员、包括一位即将在太空中为几十万美国中学生讲授奇妙太位即将在太空中为几十万美国中学生讲授奇妙太位即将在太空中为几十万美国中学生讲授奇妙太位即将在太空中为几十万美国中学生讲授奇妙太空的中学教师，在万众瞩目中献身蓝天；空的中学教师，在万众瞩目中献身蓝天；空的中学教师，在万众瞩目中献身蓝天；空的中学教师，在万众瞩目中献身蓝天；2021/8/11 星期三20n n年月，美国年月
17、，美国年月，美国年月，美国“哥伦比亚号哥伦比亚号哥伦比亚号哥伦比亚号”航天飞机航天飞机航天飞机航天飞机在它的第次飞行返程途中突然解体，再过在它的第次飞行返程途中突然解体，再过在它的第次飞行返程途中突然解体，再过在它的第次飞行返程途中突然解体，再过分钟就能踏上地球的名宇航员全部牺牲；分钟就能踏上地球的名宇航员全部牺牲；分钟就能踏上地球的名宇航员全部牺牲；分钟就能踏上地球的名宇航员全部牺牲；2021/8/11 星期三21浩瀚太空迎来了第一位中国访客浩瀚太空迎来了第一位中国访客浩瀚太空迎来了第一位中国访客浩瀚太空迎来了第一位中国访客岁岁岁岁的中国航天员杨利伟。在公里的高度的中国航天员杨利伟。在公里的
18、高度的中国航天员杨利伟。在公里的高度的中国航天员杨利伟。在公里的高度上，中国人第一次在自己的航天器上看到了上，中国人第一次在自己的航天器上看到了上，中国人第一次在自己的航天器上看到了上，中国人第一次在自己的航天器上看到了人类美丽的地球家园。人类美丽的地球家园。人类美丽的地球家园。人类美丽的地球家园。2021/8/11 星期三22n n从这一天起，中国成为继俄罗斯、美国在从这一天起，中国成为继俄罗斯、美国在世界上第三个能够独立开展载人航天活动世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。戚发轫说，梦圆那刻，是他这一的国家。戚发轫说，梦圆那刻，是他这一生笑得最灿烂、哭得最痛快的一次。生笑得最灿烂、哭得最痛快的一次。2021/8/11 星期三23 人们对宇宙的探索人们对宇宙的探索并没有因此而停止，反并没有因此而停止，反而激起了人们更深入探而激起了人们更深入探索的兴趣！索的兴趣！你还知道世界航天事业你还知道世界航天事业 或宇宙探索方面的哪些成就？或宇宙探索方面的哪些成就？2021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25zxxk精品课件2021/8/11 星期三26