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1、一、行星的运动一、行星的运动第六章第六章 万有引力万有引力1 1、地心说、地心说代表人物代表人物：托勒密：托勒密观点观点：地球是宇宙：地球是宇宙的中心，是静止不的中心，是静止不动的，太阳、月亮动的，太阳、月亮以及其他行星都绕以及其他行星都绕地球运动。地球运动。科学的足迹科学的足迹2 2 2 2、日心说、日心说、日心说、日心说 认为太阳是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，并且是静止不动的，地球和并且是静止不动的，地球和并且是静止不动的，地球和并且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动。日其他行星都绕太阳转动。日其他行星都绕太阳转动。日其他行星都绕太阳
2、转动。日心说最早于十六世纪，由波心说最早于十六世纪，由波心说最早于十六世纪，由波心说最早于十六世纪，由波兰天文学家哥白尼提出。兰天文学家哥白尼提出。兰天文学家哥白尼提出。兰天文学家哥白尼提出。哥白尼认为，地球不是宇哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，星，太阳才是宇宙的中心，一年的周期是地球每年绕太一年的周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。阳公转一周的反映。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：第谷第谷布拉赫布拉赫科学的足迹科学的足迹 经过经过20年对行星位置的观测把天年对行星位置的观测把天体位置测量的
3、误差由体位置测量的误差由10/减少到减少到2/第 谷（丹麦）(2)开普开普勒：勒：(德国德国天文学家）天文学家）开普勒行星运动三定律开普勒行星运动三定律第 谷（丹麦）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算二十年的精心观测二十年的精心观测8分的误差分的误差 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 所有的行星围绕太阳运动的轨道是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。椭圆，太阳处在所在椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律开普勒第一定律（轨道定律）（轨道定律）焦点焦点太阳太阳焦点焦点开普勒第开普勒第二二
4、定律定律：（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在相等的时间内扫过相等的面积则则远远日日点点速速度度慢慢近近日日点点速速度度快快aF2F1地球地球 比值比值k k是与行星无关而只与太阳是与行星无关而只与太阳（中心天体）有关的恒量（中心天体）有关的恒量 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半长轴的三次所有行星的椭圆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方跟它的公转周期的二次方的比值都相等太阳太阳行星运行的速度变化有什么规律呢?小结：小结：开普勒第一定律（轨道定律）开普
5、勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。些椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在相等的时间太阳和行星的连线在
6、相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。率最大，远日点速率最小。开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的所有行星的椭圆轨道的半长轴的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。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。三次方与周期的平方成正比。即有即有即有即有:a a1 13 3/a a2 23 3=T=
7、T1 12 2/T T2 22 2注意注意注意注意:k:k: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，只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。只与太阳有关。或或或或:a a3 3/T/T2 2=k=k行星轨道行星轨道焦点焦点太阳太阳短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴太阳太阳1 1 1 1、定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值只不过比值只不过比值只不过比值R R R R3 3 3 3/T/T/T/T2 2 2 2=k=k=k=k大小由大小由大小由大小由
8、行星行星行星行星质量质量质量质量决定决定决定决定。开普勒定律开普勒定律开普勒定律开普勒定律的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现的得出为牛顿发现万有引万有引万有引万有引力定律力定律力定律力定律打下了坚实的基础打下了坚实的基础打下了坚实的基础打下了坚实的基础2 2 2 2、开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结、开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结、开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结、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，它们归纳出来的规律，它们归纳出来的规律，它们归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律每一条都是经验定律每一条都是经验定律每一条都是经验定律
9、，都，都，都，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的 实际上行星绕太阳的运动很实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近似接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开普看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？勒三定律的形式又如何？1、行星、行星绕太阳运动的绕太阳运动的轨道是一个圆轨道是一个圆，太阳处在圆心；太阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆、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）周运动的角速度（或线速度大小）不变，即行星
10、做匀速圆周运动；不变，即行星做匀速圆周运动；3、所有行星轨道半径的三次方跟它、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。的公转周期的二次方的比值都相等。课后课后练习练习: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太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点轨道焦点 B 行星的运动方向总是沿着轨道的切行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向线方向 C 行星的运动方向总是与它和太阳的行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直连线垂直 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()
11、()A 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,自转的周期自转的周期就越大就越大 B 行星轨道的半长轴越长行星轨道的半长轴越长,公转的周期公转的周期就越就越 大大 C 行星轨道的半长轴越短行星轨道的半长轴越短,公转的周期就公转的周期就越大越大 D“海海王星王星”离太阳最远离太阳最远,绕太阳运动的绕太阳运动的公转公转 周期最长周期最长BD3.3.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AD