行星的运动
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(共32张PPT)
行星的运动
太阳系主要成员——太阳和其八大行星：
水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星
我们的银河系
古人对天体运动有哪些看法？
一、地心说和日心说
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
(3)内容：他假设地球并不是 宇宙的中心，太阳是静止不动的， 地球和其他行星都是围绕着太阳 做匀速圆周运动.
2. 日心说
(4)代表人物：哥白尼
(1)日心说提出的背景：在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体。
(2)哥白尼的推测：是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周
(5)哥白尼日心说的进步：行星运动的描述简单了，地心说遇到的问题解决了
(6)哥白尼日心说为什么在发表一个世纪中完全被人们所忽视
①在他的著作中，“日心说”只是一个“假设”；②当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中；③在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合。
日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善。因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进。
1. 丹麦天文学家第谷 的探索:
在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，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 。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。
其后，许多天文学家对天体运动进行不断探索、完善，建立了最初的天体运动理论.
二、天文学家对天体运动进一步的研究
2. 德国物理学家开普勒的研究.
总结了他的导师第谷的全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差8/，而当时第谷公认的误差位2/,开普勒想,这8/可能就是认为 行星绕太阳匀速圆周运动造 成的.后来他花了四年时间一 遍一遍地进行数学计算，通 过计算这一怀疑使他发现了 行星运动三大定律.
■开普勒三定律
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“天上的立法者”。
开普勒第二定律
开普勒
开普勒第一定律
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
一、行星的运动
开普勒
开普勒第二定律
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
一、行星的运动
远处慢
近处快
开普勒
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
一、行星的运动
(3)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。
(3)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。
①行星绕太阳运动都符合：
(3)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。
①行星绕太阳运动都符合：
对于地球和木星，就有：
探究：
行星 半长轴(x106km) 公转周期(天) K值
水星 57 87.97 3.36×1018
金星 108 225 3.35×1018
地球 149 365 3.31×1018
火星 228 687 3.36×1018
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2869 30686
海王星 4495 60188
同步卫星 0.0424 1
月球 0.3844 27.322
(3)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。
注意: 比值k是一个与行星本身无关的物理量
①行星绕太阳运动都符合：
对于地球和木星，就有：
②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：
②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：
③月球人造卫星以及其他行星的卫星不是绕太阳运动，它们和行星运动比较，就有：
【典例1】太阳系中有八大行星, 请你将它们绕太阳运动的周期由小到大依次排序．
【典例2】两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比为多少？
【典例2】两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比为多少？
开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。
意 义:
1. 多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
2. 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；
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。
四、高中阶段对行星运动的近似化研究
【典例3】宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）
A. 3年 B. 9年 C. 27年 D. 81年
行星的运动
太阳系主要成员——太阳和其八大行星：
水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星
我们的银河系
古人对天体运动有哪些看法？
一、地心说和日心说
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
(3)内容：他假设地球并不是 宇宙的中心，太阳是静止不动的， 地球和其他行星都是围绕着太阳 做匀速圆周运动.
2. 日心说
(4)代表人物：哥白尼
(1)日心说提出的背景：在当时，哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体。
(2)哥白尼的推测：是不是地球每天在围绕自己的轴线旋转一周
(5)哥白尼日心说的进步：行星运动的描述简单了，地心说遇到的问题解决了
(6)哥白尼日心说为什么在发表一个世纪中完全被人们所忽视
①在他的著作中，“日心说”只是一个“假设”；②当时的欧洲正处于基督教改革与反改革的骚乱中；③在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合。
日心说相对地心说能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善。因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进。
1. 丹麦天文学家第谷 的探索:
在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精确程度。在第谷之前，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 。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。
其后，许多天文学家对天体运动进行不断探索、完善，建立了最初的天体运动理论.
二、天文学家对天体运动进一步的研究
2. 德国物理学家开普勒的研究.
总结了他的导师第谷的全部观测资料，在他最初研究时，他得到的结果与第谷的观察数据相差8/，而当时第谷公认的误差位2/,开普勒想,这8/可能就是认为 行星绕太阳匀速圆周运动造 成的.后来他花了四年时间一 遍一遍地进行数学计算，通 过计算这一怀疑使他发现了 行星运动三大定律.
■开普勒三定律
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“天上的立法者”。
开普勒第二定律
开普勒
开普勒第一定律
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
一、行星的运动
开普勒
开普勒第二定律
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
一、行星的运动
远处慢
近处快
开普勒
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
一、行星的运动
(3)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。
(3)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。
①行星绕太阳运动都符合：
(3)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。
①行星绕太阳运动都符合：
对于地球和木星，就有：
探究：
行星 半长轴(x106km) 公转周期(天) K值
水星 57 87.97 3.36×1018
金星 108 225 3.35×1018
地球 149 365 3.31×1018
火星 228 687 3.36×1018
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2869 30686
海王星 4495 60188
同步卫星 0.0424 1
月球 0.3844 27.322
(3)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。
注意: 比值k是一个与行星本身无关的物理量
①行星绕太阳运动都符合：
对于地球和木星，就有：
②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：
②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合运动规律：
③月球人造卫星以及其他行星的卫星不是绕太阳运动，它们和行星运动比较，就有：
【典例1】太阳系中有八大行星, 请你将它们绕太阳运动的周期由小到大依次排序．
【典例2】两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比为多少？
【典例2】两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比为多少？
开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础。
意 义:
1. 多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；
2. 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；
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。
四、高中阶段对行星运动的近似化研究
【典例3】宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）
A. 3年 B. 9年 C. 27年 D. 81年