4.1 从托勒密到开普勒 课件（共34张PPT）

(共34张PPT)
从托勒密到开普勒
哈勃望远镜下的星空
哈勃望远镜下的星空
哈勃望远镜下的星空
哈勃望远镜下的星空
1957年，苏联发射了人造地球卫星1号—
第一颗地球轨道的人造地球卫星。
一、人类探索宇宙的轨迹
1957年，小狗莱卡是第一个在太空环绕地球的活的生物。
一、人类探索宇宙的轨迹
1961年，苏联航天员尤里加加林少校乘坐宇宙飞船绕地球一周，成为第一个进入太空的人。
一、人类探索宇宙的轨迹
1961年，美国开启阿波罗登月计划，1969年，阿波罗11号宇宙飞船载着三名宇航员首次成功登上月球。
阿姆斯特朗：“这是我一个人的一小步，却是整个人类的一大步。”
一、人类探索宇宙的轨迹
1976年，美国发射的海盗号飞船第一次登陆火星
一、人类探索宇宙的轨迹
1990年，发射了哈勃太空望远镜。传回来的照片，让人类见到了很多叹为观止的景象。
2001年，美国的千万富豪丹尼斯蒂托成为第一位太空游客。他在太空共呆了7天。
一、人类探索宇宙的轨迹
一、人类探索宇宙的轨迹
2009年3月以来，开普勒望远镜已经发现超过1000颗行星及超过3000颗行星候选者。
今年7月，首次清晰拍摄了冥王星
思考以下几个问题
1.古代人们对天体的运动存在哪些观点？
2. 每个理论的观点的内容及代表人物？
3. 为什么日心说最终战胜了地心说？
4.“日心说”的观点是否绝对正确？
托勒密（公元90～168）
符合日常生活经验
符合宗教神学观点
1.古代人们对天体的运动存在哪些观点？
地心说、日心说
2. 每个理论的观点的内容及代表人物？
(1)地球是宇宙的中心，静止不动;
(2)所有星体绕地球做匀速圆周运动
地心说
二、地心说、日心说
布鲁诺
伽利略
日心说：
(1)太阳是宇宙的中心，静止不动;
(2)所有星体绕太阳做匀速圆周运动.
哥白尼
二、地心说、日心说
3. 为什么日心说最终战胜了地心说？
地心说不能很好地解释自然现象，如行星逆行
4.“日心说”的观点是否绝对正确？
宇宙没有中心
二、地心说、日心说
天才的观测家
多年精心观测得到大量的资料，为开普勒发现行星运动三定律奠定了基础
毕生精力投入到行星位置的测量中。在他以前，人们测量天体位置的误差大约是10′，第谷把这个不确定性减小到2′。他的观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。
第 谷（丹麦）
（1546-1601）
第谷·布拉赫
三、开普勒行星运动定律
按照匀速圆周运动进行尝试性计算.
与第谷的观测数据有8 ′的角度偏差.
哥白尼的“完美”的匀速圆周
运动第一次受到了怀疑.
开普勒，数学天才，德国天文学 家，第谷的助手,擅长数学归纳
行星轨道是椭圆的
三、开普勒行星运动定律
三、开普勒行星运动定律
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
近日点
远日点
半长轴a
焦点
三、开普勒行星运动定律
开普勒第二定律：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
三、开普勒行星运动定律
近日点和远日点行星的线速度哪个大
近日点线速度 ＞ 远日点线速度
三、开普勒行星运动定律
行星 公转周期T／天 半长轴a／109m
水星 87.97 57
金星 225 108
地球 365 149
火星 687 228
木星 4333 778
土星 10759 1426
天王星 30686 2869
海王星 60188 4495
你从中发现了什么？
行星绕太阳的公转周期和半长轴
三、开普勒行星运动定律
F2
F1
地球
a
O
半长轴
行星绕太阳公转的周期
开普勒第三定律：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
三、开普勒行星运动定律
开普勒第三定律仅适用于行星绕太阳运动吗
开普勒第三定律不仅仅适用于行星绕太阳，木卫星绕木星运动，对于任何天体运动都适用.
三、开普勒行星运动定律
中心体 行星 或卫星 K值
太阳 水星 3.36×1018
金星 3.35×1018
火星 3.36×1018
地球 同步卫星 1.02×1013
月球 1.02×1013
木星 卫星1 2.40×1025
卫星2 2.40×1025
卫星3 2.40×1025
探究K值的决定因素：
K是一个只与中心天体质量有关的物理量
开普勒三大定律对于任何天体运动都适用.
三、开普勒行星运动定律
观察下图是按不同比例尺绘制的太阳系八颗行星及冥王星的轨道
三、开普勒行星运动定律
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
开普勒第二定律：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
开普勒第三定律：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
行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。
对任意一个行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）大小不变，即行星做匀速圆周运动。
所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
四、开普勒行星运动定律简化
只是为了我们 计算的方便
五、总结
地心说：托勒密
01
开普勒三大定律
正确定义了行星的运动
03
日心说：哥白尼、布鲁诺、伽利略
02
高中阶段对开普勒三大定律 进行了修正
04
1.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(　　)
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
例 题
C
2.如图所示是行星m绕恒星M运动的示意图,则下列说法正确的是(　　)
A.速度最大点是B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
C
3.理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。下面对于开普勒第三定律的公式
A.公式只适用于轨道是椭圆的运动
B.式中的k值,对于所有行星(或卫星)都相等
C.式中的k值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关
D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离
说法正确的是(　　)
C
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