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1、 屈原天问：遂古之初，谁传道之？（请问远古开始之时，谁将此态流传导引？）上下未形，何由考之？（天地尚未成形之前，又从哪里得以产生？）夜光何德，死则又育？（月亮有着什么德行，竟能死了又再重生？）厥利维何，而顾菟在腹？（月中黑点那是何物，是否兔子腹中藏身？）第1页/共33页 一、古人对天体运动的看法及发展过程在古代，人们对天体的运动的认识有哪几种学说？各个学说的内容是怎样的？代表人物是谁？哪种学说更先进？用现在的观点，如何认识这两种学说？是哪位科学家否定了古人的观点？他发现了什么规律？第2页/共33页 地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密
2、（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密的“地心说”体系 地心说(Geocentric Universe)第3页/共33页哥白尼的“日心说”体系 约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼（1473-1543）。日心说(Solarcentric Universe)第4页/共33页 二、开普勒行星运动定律古人认为天体做什么运动？为什么？开普勒认为做什么样的运动？他是怎样得出这一结论的？开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？具体表述是什么？第5页/共33页第6页/共33页 早在公元前6世纪，古希
3、腊的毕达哥拉斯学派就认为：“一切立体图形中最美的是球体，一切平面图形中最美的是圆形。”“天体至圆，万物做到极精妙者，无有不圆。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一艺一术，必极圆而后登峰造极。”（清）张英聪训斋语 第7页/共33页 “万物皆以圆统之”，“圆是宇宙运行的规律，是人类社会发展的规律，是万事万物生灭不息的总规律！”马建勋圆点哲学 古人认为天体的运动必然是最完美最和谐的匀速圆周运动。第8页/共33页 哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。仙后座的新星爆发 第谷的天文学观测第
4、9页/共33页 开普勒（1571-1630）是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天空的立法者”。开普勒第二定律 开普勒对行星运动的描述第10页/共33页开普勒几几何何定定律律 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椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒第一定律开普勒第一定律第11页/共33页半长轴abo图钉图钉半短轴看看P32P32想一想想一想第12页/共33页开普勒面面积积定定律律 对于任意一个行星而言，它和太阳的对于任意一个行星而言，它和太阳的连线在相等的时间内扫过相
5、等的面积连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第二定律开普勒第二定律第13页/共33页开普勒周周期期定定律律所有行星的轨道的半长轴的三次方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跟公转周期的二次方的比值都相等开普勒第三定律开普勒第三定律第14页/共33页 疑难探究：开普勒第三定律的公式是什么？式中的 k 如何理解？它由什么因素决定？我们通常将行星的轨道近似为圆，这样合理吗？若将行星运动轨道按圆处理，则开普勒三定律又该如何表述？开普勒三定律是通过研究行星运动的规律得出的，那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢？如果遵守该如何表述？第15页/共33页开普勒第三定律开普勒第三定律
6、1.a 指椭圆轨道的半长轴，T指行星运动的周期2.k 是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，k的大小与行星无关，只与中心天体有关公式表述：第16页/共33页第一定律：多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心v第二定律：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，即行星做匀速圆周运动v第三定律：所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等第17页/共33页（1）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，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的（2）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星。可以认为卫星绕行星做匀
7、速圆周运动。只不过此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量 第18页/共33页一一 对开普勒定律的理解对开普勒定律的理解重点难点探究例1.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B.行星轨道的半长轴越长，自转周期越大 C.行星轨道的半长轴越长，公转周期越大D.水星离太阳“最 近”，公转周期最短第19页/共33页 例2.某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为阳的距离为a，近日点离太阳的距离为，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为过远日点时行星的速率为va，则过近日点，则过近日点时的速率为时的速率为()二二
8、 开普勒第二定律的应用开普勒第二定律的应用第20页/共33页图图614第21页/共33页【答案答案】C第22页/共33页变变式式训训练练1(2011年年广广东东高高一一检检测测)如如图图615所所示示是是行行星星m绕绕恒恒星星M运运动动的的情情况况示意图，则下列说法正确的是示意图，则下列说法正确的是()A速度最大点是速度最大点是B点点B速度最小点是速度最小点是C点点Cm从从A到到B做减速运动做减速运动Dm从从B到到A做减速运动做减速运动图图615第23页/共33页解析：解析：选选C.因恒星因恒星M与行星与行星m的连线在相的连线在相同时间内扫过的面积相同，又因同时间内扫过的面积相同，又因BM最长
9、，最长，故故B点是轨道上的最远点，所以速度最小，点是轨道上的最远点，所以速度最小，所以所以m从从A到到B做减速运动，而从做减速运动，而从B到到A做做加速运动，故加速运动，故C选项正确选项正确第24页/共33页例例3.3.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是的轨道半径之比是1 1：2 2，则它们绕地球运转，则它们绕地球运转的周期之比为的周期之比为 。【解】：设两人造地球卫星的轨道半径分别为r1、r2，周期分别为T1、T2，且r1 ：r2 1 ：2，则根据开普勒第三定律所以三三 开普勒第三定律的应用开普勒第三定律的应用第25页/共33页例4.飞船沿半
10、径r的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点B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椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在A点相切，如图所示，已知地球半径为R。求：（1）比较飞船沿椭圆轨道运动时经过A、B两点的线速度大小。（2）求飞船由A点到B所需要的时间第26页/共33页RrRrAB【解析】：（2）当飞船绕地球做圆周运动时（1）A、B均在飞船绕太阳运动的椭圆轨 道上，且A为近地点，B为远地点，故VAVB当飞船绕地球沿椭圆轨道运动时第27页/共33页 课后思考：已知地球绕太阳做椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化？
11、若此向心力突然消失，则地球运动情况如何？第28页/共33页行 星质量（地球为1）体积（地球为1）与太阳平均距离（百万千米）公转周期公转平均速度（km/s）偏心率水水 星星0.050.05657.987.9天天47.890.026金金 星星0.820.856108.2224.7天天35.030.007地地 球球11149.61年年29.790.017火火 星星0.110.150227.91.9年年24.130.093木木 星星317.941316778.011.8年年13.060.048土土 星星95.18745142729.5年年9.640.056天王星天王星14.6365.2286984.3
12、年年6.810.046海王星海王星17.2257.14504164.8年年5.430.008第29页/共33页开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。v开普勒第二定律（面积定律）：对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。v开普勒第三定律（周期定律）：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。开普勒行星运动三定律 注意：注意：k k 值只与中心星体有关！值只与中心星体有关！第30页/共33页 疑难探究：开普勒第三定律中的 k 如何理解？它由什么因素决定？开普勒三定律是通过研究行星运动的规律得出的，那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢？如果遵守该如何表述？我们通常将行星的轨道近似为圆，这样合理吗？若将行星运动轨道按圆处理，则开普勒三定律又该如何表述？第31页/共33页开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。v开普勒第二定律（面积定律）：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。v开普勒第三定律（周期定律）：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。开普勒行星运动三定律第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页