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1、会计学1工学行星的运动工学行星的运动万有引力定律万有引力定律Law of Universal Gravitation 第1页/共33页一、行星的运动一、行星的运动一、行星的运动一、行星的运动第2页/共33页太太阳阳系系示示意意图图降格为降格为 矮行星矮行星 宇宙的中心在哪里？宇宙的中心在哪里？第3页/共33页1 1、地心说、地心说(Geocentric Universe)(Geocentric Universe)托勒密托勒密托勒密托勒密:（建立了完整的地心说体系）（建立了完整的地心说体系）地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心,并并且静止不动且静止不动,一切行星围绕一切行星围绕地球做圆周运动地球做圆
2、周运动第4页/共33页2 2、日心说、日心说(Solarcentric Universe)(Solarcentric Universe)哥白尼：哥白尼：太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心,并且并且静止不动静止不动,一切行星都围绕太一切行星都围绕太阳做圆周运动阳做圆周运动。第5页/共33页地心说和日心说的共同点：地心说和日心说的共同点：托勒密托勒密:地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动,一切行星围绕地一切行星围绕地球做圆周运动球做圆周运动哥白尼：哥白尼：太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心,并且静止不动并且静止不动,一切行星都围绕一切行星都围绕太阳做圆周运动太阳做圆周运动。第6页
3、/共33页第第 谷（丹麦）谷（丹麦）开普勒（德国）开普勒（德国）多年的刻苦计算多年的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测 较小的误差较小的误差 否定否定19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动怎么回事怎么回事呢呢第7页/共33页开普勒开普勒开开普普勒勒三三大大定定律律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆椭圆椭圆椭圆，太阳处在所有椭圆的一个，太阳处在所有椭圆的一个，太阳处在所有椭圆的一个，太阳处在所有椭圆的一个焦点焦点焦点焦点上上上上开普勒第一定律（轨道定律
4、）开普勒第一定律（轨道定律）第8页/共33页开普勒开普勒开开普普勒勒三三定定律律 对于某一个行星而言，太阳和行星对于某一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）行星轨道行星轨道焦点焦点太阳太阳ttt第9页/共33页k k水水=3.3610=3.36101818K K金金=3.3510=3.35101818K K地地=3.3110=3.31101818分析下列数据，你能得到什么关系？分析下列数据，你能得到什么关系？半长轴半长轴半长轴半长轴T或：或：或：或：RR水水水水3 3：RR火火火火3 3=
5、T=T水水水水2 2：T T火火火火2 2第10页/共33页 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。周期的平方成正比。或：或：或：或：RR1 13 3：RR2 23 3=T=T1 12 2：T T2 22 2开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律打下了坚实的打下了坚实的打下了坚实的打下了坚实的基础基础基础基础半长轴半长轴半长轴半长轴T注意注意:k的大小与行星无关，只与太阳有关。的
6、大小与行星无关，只与太阳有关。第11页/共33页1、海王星离太阳、海王星离太阳“最远最远”，绕太阳运动，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？的公转周期最长，对吗？2、实际上，多数行星的轨道与圆十分接实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，那么近，那么开普勒三定律开普勒三定律又当如何表述呢？又当如何表述呢？观察八大行星图后请思考观察八大行星图后请思考:第12页/共33页1 1、开普勒第一定律（、开普勒第一定律（轨道定律轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（、开普勒第二定律（面积定律面积
7、定律）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积。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积。3 3、开普勒第三定律（、开普勒第三定律（周期定律周期定律）所有行星的椭圆轨道的所有行星的椭圆轨道的半长轴半长轴的三次方跟的三次方跟公转周期公转周期的平方的比值都相等的平方的比值都相等 1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角、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，即行星做匀速圆速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；周运
8、动；3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期、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。的二次方的比值都相等。简化模型后的开普勒三定律开普勒三定律：第13页/共33页1 1、开普勒第一定律（、开普勒第一定律（轨道定律轨道定律）所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（、开普勒第二定律（面积定律面积定律）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积。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积。3 3、开普勒第三定律（、开普勒第三定律（
9、周期定律周期定律）所有行星的椭圆轨道的所有行星的椭圆轨道的半长轴半长轴的三次方跟的三次方跟公转周期公转周期的平方的比值都相等的平方的比值都相等 k k 的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴总结总结开普勒三定律可以推广到其他星系吗？怎么用？开普勒三定律可以推广到其他星系吗？怎么用？开普勒三定律可以推广到其他星系吗？怎么用？开普勒三定律可以推广到其他星系吗？怎么用？第14页/共33页开普勒三定律在地球开普勒三定律在地球开普勒三定律在地球开普勒三定律在地球卫星系
10、中的推广卫星系中的推广卫星系中的推广卫星系中的推广一、二、三、第15页/共33页一、形似沙漏的五彩星云一、形似沙漏的五彩星云一、形似沙漏的五彩星云一、形似沙漏的五彩星云 这是一团距离地球这是一团距离地球这是一团距离地球这是一团距离地球30003000光年的星云，学光年的星云，学光年的星云，学光年的星云，学名为名为名为名为Mz3Mz3。与其它星云。与其它星云。与其它星云。与其它星云有所不同的是：该星云有所不同的是：该星云有所不同的是：该星云有所不同的是：该星云看上去就像是一只看上去就像是一只看上去就像是一只看上去就像是一只“沙沙沙沙漏漏漏漏”，中间窄，两头宽，中间窄，两头宽，中间窄，两头宽，中间
11、窄，两头宽(平常发现的其它星云平常发现的其它星云平常发现的其它星云平常发现的其它星云通常为圆形通常为圆形通常为圆形通常为圆形)。星云两。星云两。星云两。星云两头不时冒出泡泡。这种头不时冒出泡泡。这种头不时冒出泡泡。这种头不时冒出泡泡。这种现象令天文学家惊奇不现象令天文学家惊奇不现象令天文学家惊奇不现象令天文学家惊奇不已已已已。“最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片1第16页/共33页二、让人看了做恶梦的二、让人看了做恶梦的二、让人看了做恶梦的二、让人看了做恶梦的“鬼鬼鬼鬼头星云头星云头星云头星云”该图是哈勃望远镜拍摄的该图是哈勃望远镜拍摄的该图是哈勃望远镜拍摄的该图是哈勃望远镜拍摄的“鬼头星
12、云鬼头星云鬼头星云鬼头星云”照片。照片。照片。照片。NGC NGC 20802080是是是是“鬼头星云鬼头星云鬼头星云鬼头星云”的学术名的学术名的学术名的学术名，它位于剑鱼座，它位于剑鱼座，它位于剑鱼座，它位于剑鱼座3030星云南方的星云南方的星云南方的星云南方的一条恒星诞生区。一条恒星诞生区。一条恒星诞生区。一条恒星诞生区。“鬼头星云鬼头星云鬼头星云鬼头星云”的颜色和形状十分怪异，就的颜色和形状十分怪异，就的颜色和形状十分怪异，就的颜色和形状十分怪异，就象象象象“双目炯炯双目炯炯双目炯炯双目炯炯”的的的的“鬼头鬼头鬼头鬼头”。天文学家认为，从天文学家认为，从天文学家认为，从天文学家认为，从“
13、鬼头鬼头鬼头鬼头”中中中中散发出来的红光和蓝光其实是散发出来的红光和蓝光其实是散发出来的红光和蓝光其实是散发出来的红光和蓝光其实是邻近的恒星对氢气加热而形成，邻近的恒星对氢气加热而形成，邻近的恒星对氢气加热而形成，邻近的恒星对氢气加热而形成，绿光来自灼热的氧气，中心的绿光来自灼热的氧气，中心的绿光来自灼热的氧气，中心的绿光来自灼热的氧气，中心的白色区域是三种颜色光的组合。白色区域是三种颜色光的组合。白色区域是三种颜色光的组合。白色区域是三种颜色光的组合。两只两只两只两只“鬼眼鬼眼鬼眼鬼眼”是温度极高的氢是温度极高的氢是温度极高的氢是温度极高的氢气和氧气区。气和氧气区。气和氧气区。气和氧气区。“
14、最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片2第17页/共33页三、绚烂、神秘的极光三、绚烂、神秘的极光三、绚烂、神秘的极光三、绚烂、神秘的极光由于太阳活动频由于太阳活动频由于太阳活动频由于太阳活动频繁，美国北部几个州繁，美国北部几个州繁，美国北部几个州繁，美国北部几个州的居民难得地见到了的居民难得地见到了的居民难得地见到了的居民难得地见到了平常只出现在南北极平常只出现在南北极平常只出现在南北极平常只出现在南北极的美丽极光。极光绚的美丽极光。极光绚的美丽极光。极光绚的美丽极光。极光绚烂、神秘，那些希望烂、神秘，那些希望烂、神秘，那些希望烂、神秘，那些希望远离人类喧嚣的天文远离人类喧嚣的天文远离人类喧
15、嚣的天文远离人类喧嚣的天文迷恨不得乘极光离开迷恨不得乘极光离开迷恨不得乘极光离开迷恨不得乘极光离开地球。地球。地球。地球。“最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片3第18页/共33页 四四四四、怒怒怒怒气气气气冲冲冲冲冲冲冲冲的的的的太太太太阳阳阳阳 太太太太阳阳阳阳风风风风暴暴暴暴平平平平均均均均1111年年年年爆爆爆爆发发发发一一一一次次次次。图图图图片片片片的的的的确确确确很很很很美美美美，但但但但千千千千万万万万别别别别跑跑跑跑到到到到操操操操场场场场上上上上看看看看太太太太阳阳阳阳、找找找找耀耀耀耀斑斑斑斑，因因因因为为为为“太太太太阳阳阳阳公公公公公公公公”怒怒怒怒气气气气未未未未
16、消消消消，他他他他灼灼灼灼热热热热的的的的“目目目目光光光光”会会会会让让让让你你你你的的的的眼眼眼眼睛睛睛睛很很很很受受受受伤。伤。伤。伤。“最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片第19页/共33页五、火星上的日出美景五、火星上的日出美景五、火星上的日出美景五、火星上的日出美景来看看日出美景。来看看日出美景。来看看日出美景。来看看日出美景。这可不是普通的日出景这可不是普通的日出景这可不是普通的日出景这可不是普通的日出景色，而是火星上的日出色，而是火星上的日出色，而是火星上的日出色，而是火星上的日出景色。天文艺术家利用景色。天文艺术家利用景色。天文艺术家利用景色。天文艺术家利用电脑软件和有关数
17、据创电脑软件和有关数据创电脑软件和有关数据创电脑软件和有关数据创作了这幅图片，图中显作了这幅图片，图中显作了这幅图片，图中显作了这幅图片，图中显示的是示的是示的是示的是“火星大峡谷火星大峡谷火星大峡谷火星大峡谷”的的的的3D3D外形结构，有人认外形结构，有人认外形结构，有人认外形结构，有人认为为为为“火星大峡谷火星大峡谷火星大峡谷火星大峡谷”是由是由是由是由冰川或水流腐蚀形成。冰川或水流腐蚀形成。冰川或水流腐蚀形成。冰川或水流腐蚀形成。“最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片5第20页/共33页六、笼罩在沙尘阴霾中的六、笼罩在沙尘阴霾中的六、笼罩在沙尘阴霾中的六、笼罩在沙尘阴霾中的火星火星火星
18、火星这是两幅摄于不同时间的这是两幅摄于不同时间的这是两幅摄于不同时间的这是两幅摄于不同时间的火星图片。左边的一幅摄火星图片。左边的一幅摄火星图片。左边的一幅摄火星图片。左边的一幅摄于今年七月火星离地球最于今年七月火星离地球最于今年七月火星离地球最于今年七月火星离地球最近时，当时火星正对着太近时，当时火星正对着太近时，当时火星正对着太近时，当时火星正对着太阳，星球被照得通亮，山阳，星球被照得通亮，山阳，星球被照得通亮，山阳，星球被照得通亮，山脉沟壑清晰可见；右边的脉沟壑清晰可见；右边的脉沟壑清晰可见；右边的脉沟壑清晰可见；右边的一幅摄于今年九月初，那一幅摄于今年九月初，那一幅摄于今年九月初，那一
19、幅摄于今年九月初，那时，火星上的沙尘暴已经时，火星上的沙尘暴已经时，火星上的沙尘暴已经时，火星上的沙尘暴已经肆虐了近两个月，整个火肆虐了近两个月，整个火肆虐了近两个月，整个火肆虐了近两个月，整个火星笼罩在一片沙尘阴霾之星笼罩在一片沙尘阴霾之星笼罩在一片沙尘阴霾之星笼罩在一片沙尘阴霾之中。幸亏地球上没有出现中。幸亏地球上没有出现中。幸亏地球上没有出现中。幸亏地球上没有出现这样的沙尘暴！这样的沙尘暴！这样的沙尘暴！这样的沙尘暴！“最酷最炫最酷最炫”的太空图的太空图片片6第21页/共33页七、经历暴风雨的木星七、经历暴风雨的木星七、经历暴风雨的木星七、经历暴风雨的木星看这幅由木星探测看这幅由木星探测
20、看这幅由木星探测看这幅由木星探测器发回地球的照片：器发回地球的照片：器发回地球的照片：器发回地球的照片：木星上正经历暴风木星上正经历暴风木星上正经历暴风木星上正经历暴风雨。在图片中，暴雨。在图片中，暴雨。在图片中，暴雨。在图片中，暴风雨地点被标以较风雨地点被标以较风雨地点被标以较风雨地点被标以较醒目的颜色；插入醒目的颜色；插入醒目的颜色；插入醒目的颜色；插入的黑白小图则表明的黑白小图则表明的黑白小图则表明的黑白小图则表明木星上还有闪电。木星上还有闪电。木星上还有闪电。木星上还有闪电。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片7第22页/共33页1.1.关于关于关于关于行星的运动行星的运动行星的运
21、动行星的运动,下列说法正确的有是下列说法正确的有是下列说法正确的有是下列说法正确的有是 ()()()()A A 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越大自转的周期就越大自转的周期就越大自转的周期就越大 B B 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大公转的周期就越大公转的周期就越大公转的周期就越大 C C 行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越大公转的周期就越大公转的周期就越大公转的周期就越大 D D“海王星海王星海王星海
22、王星”离太阳最远离太阳最远离太阳最远离太阳最远,绕太阳运动的绕太阳运动的绕太阳运动的绕太阳运动的公转公转公转公转 周期最长周期最长周期最长周期最长BD第23页/共33页2.2.开普勒关于开普勒关于开普勒关于开普勒关于行星运动的公式行星运动的公式行星运动的公式行星运动的公式R R3 3/T/T2 2=k,=k,以下理解正确以下理解正确以下理解正确以下理解正确的是的是的是的是()()A 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是一个与行星无关的常量是一个与行星无关的常量 B 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代表行星运动的轨道半径代表行星运动的轨道半径 C C T
23、 T代表行星运动的自转周期代表行星运动的自转周期代表行星运动的自转周期代表行星运动的自转周期 D TD 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AD第24页/共33页3、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径、某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为月球绕地球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期，则此卫星运行的周期大约是（大约是（）A、14d之间之间 B、48d之间之间 C、816d之间之间 D、1620d之间之间B第25页/共33页5.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半有两个人
24、造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为，则它们绕地球运转的周期之比为_第26页/共33页 6、哈雷彗星最近出现的时间是、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预言，年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？哪一年？提供数据：提供数据：（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆；圆；（2）彗星轨道的半长轴）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径约等于地球公转半径R2的的18倍。倍。第27页/共33页作业：作业：课后梯级演练：课后梯级演练：第一章第一章 第一节第一节第28页/共33页n n例1某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为n n()第29页/共33页n n答案：C第30页/共33页n n例2如图所示，两颗地球卫星绕地球运动，卫星A沿椭圆轨道1运动，卫星B沿圆轨道2运动，已知椭圆轨道1近地点与地心的距离为a，远地点与地心的距离为b，椭圆轨道1在远地点与圆形轨道2相切，则两卫星运动的周期之比TA:TB_.第31页/共33页第32页/共33页感谢您的观看。感谢您的观看。第33页/共33页