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1、行星的运动1.1.地心说地心说代表人物代表人物：古希腊：古希腊 托勒密托勒密观点观点：地球是宇宙的中心，地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球亮以及其他行星都绕地球运动。运动。科学的足迹科学的足迹 代表人物：代表人物：哥白尼哥白尼（文艺复兴时期的波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父。哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观）观点：观点：太阳是静止不动的，地球和其他行太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳运动。星都在绕太阳运动。2.2.日心说日心说科学的足迹科学的足迹3.3.日心说的进一步完善日心说的进一步完善(1)天才观察者天才观察者：第谷
2、（丹麦天文学家）第谷（丹麦天文学家）科学的足迹科学的足迹 把天体位置测量的误差由把天体位置测量的误差由10/减少到减少到2/第第 谷（丹麦）谷（丹麦）(2)开普勒开普勒（德国天文学家）（德国天文学家）用用20年的时间研究了第谷年的时间研究了第谷的观测数据，先后得出了：的观测数据，先后得出了：3.3.日心说的进一步完善日心说的进一步完善科学的足迹科学的足迹开普勒三定律开普勒三定律 探究探究1 1 行星运动绕太阳运动的轨道是行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？什么形状？地球地球圆？圆？年份年份春分春分夏至夏至秋分秋分冬至冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/23
3、12/2120063/216/219/2312/21秋冬两季比春夏两季时间短秋冬两季比春夏两季时间短春春92天天夏夏94天天秋秋89天天冬冬90天天 假设地球绕太阳的运动是一个椭假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动圆运动,太阳在焦点上太阳在焦点上,根据曲线运动的根据曲线运动的特点，得在秋分到冬至再到春分的时特点，得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。所以秋冬两季比春夏两季要短。开普勒第一定律：所有行所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒行星
4、运动规律开普勒行星运动规律焦点焦点太阳太阳焦点焦点开普勒第二定律：开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面的连线在相等的时间内扫过相等的面积。积。开普勒行星运动规律开普勒行星运动规律远处速远处速度慢度慢近处速近处速度快度快开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。次方的比值都相等。表达式：表达式：a a3 3T T2 2=k=k半长轴半长轴行星绕太阳公转行星绕太阳公转的周期的周期短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴探究探究2：行星行星半长轴半长轴(
5、x106km)公转周期公转周期(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同步卫星同步卫星0.04241月球月球0.384427.322结结 论论k值与中心天体有关，值与中心天体有关，而与环绕天体无关而与环绕天体无关 实际上行星绕太阳的运动实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律
6、的形式又如何？普勒三定律的形式又如何？多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；太阳处在圆心；对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）不变，即行的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；星做匀速圆周运动；所有行星轨道半径的三次方跟它的公转所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。周期的二次方的比值都相等。在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：在运用开普勒定律时注意：开普勒定律不仅适用于行星，也适用于开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，
7、只不过此时比值卫星，只不过此时比值 k 是由行星质量是由行星质量所决定的另一恒量所决定的另一恒量 k值与中心天体有关，而与环绕天体无关值与中心天体有关，而与环绕天体无关中学阶段的研究中能够按圆处理中学阶段的研究中能够按圆处理 课后练习课后练习:1.下列说法正确的有下列说法正确的有 ()()A 太阳系中的八大行星有一个共同的轨道太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点焦点 B 行星的运动方向总是沿着轨道的切线方行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向向 C 行星的运动方向总是与它和太阳的连线行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直垂直 D 日心说的说法是正确的日心说的说法是正确的 A B2.关于关于行星
8、的运动行星的运动,下列说法正确的有是下列说法正确的有是 ()()A 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越自转的周期就越 大大 B 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越公转的周期就越 大大 C 行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越公转的周期就越大大 D 以上都不对以上都不对B3.3.开普勒关于开普勒关于行星运动的公式行星运动的公式R R3 3/T/T2 2=k=k,以下理解正确的是以下理解正确的是()()A k k是一个与行星无关的常量是一个与行星无关的常量 B k k代表行星运动的轨道半径代表行星运动的轨道半径 C T T代表行星运动
9、的自转周期代表行星运动的自转周期 D T T代表行星绕太阳运动的公转周期代表行星绕太阳运动的公转周期AD4、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中 心处。心处。C、离太阳越近的行星运动周期越长。、离太阳越近的行星运动周期越长。D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期期 的二次方的比值都相等。的二次方的比值都相等。D5.神舟六号沿半径为神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动，其周的圆周绕地球运动，其周期为期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为点相切，如图所示，如果地球半径为 ，求飞船由求飞船由A点到点到B点所需的时间。点所需的时间。R R0AB R0 R0