7.1行星的运动 课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
奇妙的撞击
火红的太阳
7.1 行星的运动
炫目的星云
漂亮的流星
银河中的太阳系
主讲人：高明月
　　
1、古人对天体运动存在哪些看法？　　
2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？　　
3、哪种学说占统治地位的时间较长？　　
4、两种学说争论的结果是什么？
1min
1.古人对行星运动的探索
天圆地方
远古
140
托勒密
地心说
1543
哥白尼
日心说
1546
第谷
出生
天才的观察家
第谷·布拉赫
建立天文台，把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/。
第 谷（丹麦）
2min
1.古人对行星运动的探索
天圆地方
远古
140
托勒密
地心说
1543
哥白尼
日心说
1546
第谷
出生
1600
开普勒
任第谷助手
数学天才
开普勒（德国）
利用第谷提供的观测数据对行星轨道深入研究。
1min
认为地球是宇宙中心，地球是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都围绕地球旋转。该学说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来，描绘了一个复杂的天体运动图象，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系。
地心说：
　　地心说把地球当作宇宙中心是错误的，但它却统治了很长的一段时间：
　　尽管是错误的，但它作为历史，仍然有它存在的必然性，正是因为它才进一步激发人们去探索，因此它的功绩还是不应全盘抹杀。
①符合人们的日常经验；
②符合宗教统治者的观点。
2min
随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。
　　哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。
日心说：
　 认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动。
哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，一年是地球每年绕太阳公转一周的反映。
实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。
“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。这种学说和统治者宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害。
2min
地心说 日心说
代表人物
基本论点
缺点
托勒密
哥白尼
地球是宇宙的中心，是静止不动的
宇宙的中心是太阳
描述天体的运动遇到了困难
太阳不是宇宙的中心，行星绕太阳的运动轨道不是圆
1min
第谷的观测和记录
第谷·布拉赫（1546-1601），丹麦天文学家和占星学家。生于克努兹斯图普（今属瑞典）。
1572年11月11日第谷发现仙后座中的一颗超新星（银河系的），第二年发表论文《新星》，后来受丹麦国王腓特烈二世的邀请，在汶岛建造天堡观象台，建造了许多大型精密的天文仪器，经过20年的天文观测，第谷发现了许多新的天文现象。
如黄赤交角的变化、月球运行的二均差，并重新测量了岁差数值( 每年51” )。第谷对天文学的贡献是不可磨灭的，他所做的观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。
第谷发现的新天文学现象
开普勒的计算及分析
开普勒（1571-1630德国天文学家）在第谷（开普勒的导师）的工作基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。
这个星表比其他星表要精确得多，因此直到十八世纪中叶，《鲁道夫星表》仍然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的形式几乎没有改变地保留到今天，他被称为“天上的立法者”。
开普勒（德国）
第 谷（丹麦）
怎么回事
呢 ……
二十年的精心观测
星体做匀速圆周运动
四年多的刻苦计算
事实:8分的误差
结论:否定19种假设认为行星轨道为椭圆
1.古人对行星运动的探索
天圆地方
远古
140
托勒密
地心说
1543
哥白尼
日心说
1546
第谷
出生
1600
开普勒
任第谷助手
1609
开普勒
第一定律
第二定律
2min
第一定律：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。
R
F
F
地球
（轨道定律）
2、开普勒行星运动定律
2min
第二定律：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。
F
F
（面积定律）
2、开普勒行星运动定律
2min
行星在远离太阳的过程中速度如何变化？
　近日点速度快，远日点速度慢．
F
F
春
夏
秋
冬
1min
第三定律：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。
a
F
F
地球
表达式：
a3
T2
= k
半长轴
行星绕太阳
公转的周期
(周期定律)
2、开普勒行星运动定律
K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量.
2min
k水=3.36×1018
K金=3.35×1018
K地=3.31×1018
K火=3.36×1018
开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础.
即：R3 / T 2 = k
开普勒第三定律
（亦称周期定律）
2min
1、行星轨道是圆，太阳处在圆心；
2、行星做匀速圆周运动；
3、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。
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
天王星 2882.3 2879.1
海王星 4523.9 4523.8
a
F
F
R
3、行星运动的近似处理
▲定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值R3/T2=k的大小由中心天体决定。
八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！
例如：
2min
1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(　　)
A．F2 B．A点 C ． F1 D．B点
A
2min
2、木星的公转周期约为12年，地球到太阳的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离约为（　）
A、2天文单位 B、4天文单位
C、5.2天文单位 D、12天文单位
C
2min
3、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它们绕太阳运行一周所用的时间最短的是 ，最长的是 。
　　
水星
海王星
2min
4、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．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C．离太阳越近的行星的运动周期越长
D．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等　　
D
2min
5、如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是(　　)
A．速度最大点是A点
B．速度最小点是C点
C．m从A到B做减速运动
D．m从B到A做减速运动　
AC
2min
1、开普勒第一定律（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。
2、开普勒第二定律（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。
3、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三次方跟公转周期的平方的比值都相等．
k 的大小与行星无关，只与太阳质量有关。
短轴
长轴
2min