行星的运动
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(共18张PPT)
本章学习内容
行星的运动
万有引力定律及引力常量的测定
万有引力定律的理解（习题课）
万有引力定律在天文学上的应用
人造卫星、宇宙速度
卫星的发射、运行及回收
卫星的变轨
全章小结
【学习目标】：
1、了解地心说与日心说；
2、了解人们对行星运动的认识过程；
3、掌握开普勒行星运动三定律。
（一）“地心说”和“日心说”
地心说：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球在太空做简单的完美的圆周运动
代表人物：亚里士多德和托勒密
亚里士多德是地心说的代表人物之一。他认为宇宙的运动是由上帝推动的。他说，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，此外空无一物。各个天层自己不会动，上帝推动了恒星天层，恒星天层才带动了所有的天层运动。人居住的地球，静静地屹立在宇宙的中心。
亚里士多德
亚里士多德九重天示意图
托勒密的本轮图片
托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，并利用前人积累和他自己长期观测得到的数据，写成了8卷本的《伟大论》。在书中，他把亚里士多德的9层天扩大为11层，把原动力天改为晶莹天，又往外添加了最高天和净火天。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，却较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。
托勒密
“地心说”和“日心说”
日心说：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。
创立者：哥白尼
哥白尼（1473～1543）是波兰天文学家，他在1510年写成的《浅说》初稿中，毫不含糊的指出：太阳是宇宙中的中心体，地球和行星都围绕着太阳运动，只有月亮才真正围绕地球旋转。1530年，终于圆满的完成了日心说的建立工作。于1543年3月用《天体运动论》书名出版，否定了在西方统治达一千多年的以地球为中心的地心说。
乔尔丹诺．布鲁诺（Giordano Bruno，1548 - 1600）是意大利文艺复兴时期伟大的思想家、自然科学家、哲学家和文学家。他勇敢的捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉道者。
布鲁诺
他善于观测，具有惊人的机械操作能力和技巧，观测结果至今还在使用，他测量的行星角位置误差不大于2分
第谷－丹麦天文学家,开普勒的导师
开普勒继承第谷的工作，注重数学的威力，对数学难题感兴趣，致力于寻找隐藏在第谷二十年观测数据中的数学规律。他按照哥白尼的设想去计算第谷的数据，接受哥白尼的思想，
开普勒的计算结果与第谷观测结果相差8分，他假设天体的运动轨迹不是圆周，而是椭圆，这样计算结果和观测数据可以很好的符合
开普勒：
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。
（二）开普勒定律
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。
开普勒第三定律 （周期定律）
所有行星的轨道的半长轴R的三次方跟公转周期T的二次方的比值都相等。
R代表半长轴
比值k是一个与行星本身无关的物理量，k的值由中心天体的质量决定
例1、海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？
解：由开普勒第三定律
可得：
（三）开普勒定律的应用
例2、一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/4，则此卫星运行的周期大约是： A．1－4天之间 B．4－8天之间 C．8－16天之间 D．16－20天之间
（三）开普勒定律的应用
1．下列说法正确的是 （ ）
A．关于天体运动的日心说、地心说都是错误的
B．地球是一颗绕太阳运动的行星
C．地球是宇宙的中心、太阳、月亮及其他行星却绕地球转动
D．太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳转动
2．两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道长半轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比T1∶T2是多少．
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
AB
C
练习
小结
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。
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。
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。
本章学习内容
行星的运动
万有引力定律及引力常量的测定
万有引力定律的理解（习题课）
万有引力定律在天文学上的应用
人造卫星、宇宙速度
卫星的发射、运行及回收
卫星的变轨
全章小结
【学习目标】：
1、了解地心说与日心说；
2、了解人们对行星运动的认识过程；
3、掌握开普勒行星运动三定律。
（一）“地心说”和“日心说”
地心说：地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球在太空做简单的完美的圆周运动
代表人物：亚里士多德和托勒密
亚里士多德是地心说的代表人物之一。他认为宇宙的运动是由上帝推动的。他说，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，此外空无一物。各个天层自己不会动，上帝推动了恒星天层，恒星天层才带动了所有的天层运动。人居住的地球，静静地屹立在宇宙的中心。
亚里士多德
亚里士多德九重天示意图
托勒密的本轮图片
托勒密全面继承了亚里士多德的地心说，并利用前人积累和他自己长期观测得到的数据，写成了8卷本的《伟大论》。在书中，他把亚里士多德的9层天扩大为11层，把原动力天改为晶莹天，又往外添加了最高天和净火天。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，却较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。
托勒密
“地心说”和“日心说”
日心说：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。
创立者：哥白尼
哥白尼（1473～1543）是波兰天文学家，他在1510年写成的《浅说》初稿中，毫不含糊的指出：太阳是宇宙中的中心体，地球和行星都围绕着太阳运动，只有月亮才真正围绕地球旋转。1530年，终于圆满的完成了日心说的建立工作。于1543年3月用《天体运动论》书名出版，否定了在西方统治达一千多年的以地球为中心的地心说。
乔尔丹诺．布鲁诺（Giordano Bruno，1548 - 1600）是意大利文艺复兴时期伟大的思想家、自然科学家、哲学家和文学家。他勇敢的捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉道者。
布鲁诺
他善于观测，具有惊人的机械操作能力和技巧，观测结果至今还在使用，他测量的行星角位置误差不大于2分
第谷－丹麦天文学家,开普勒的导师
开普勒继承第谷的工作，注重数学的威力，对数学难题感兴趣，致力于寻找隐藏在第谷二十年观测数据中的数学规律。他按照哥白尼的设想去计算第谷的数据，接受哥白尼的思想，
开普勒的计算结果与第谷观测结果相差8分，他假设天体的运动轨迹不是圆周，而是椭圆，这样计算结果和观测数据可以很好的符合
开普勒：
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。
（二）开普勒定律
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。
开普勒第三定律 （周期定律）
所有行星的轨道的半长轴R的三次方跟公转周期T的二次方的比值都相等。
R代表半长轴
比值k是一个与行星本身无关的物理量，k的值由中心天体的质量决定
例1、海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？
解：由开普勒第三定律
可得：
（三）开普勒定律的应用
例2、一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/4，则此卫星运行的周期大约是： A．1－4天之间 B．4－8天之间 C．8－16天之间 D．16－20天之间
（三）开普勒定律的应用
1．下列说法正确的是 （ ）
A．关于天体运动的日心说、地心说都是错误的
B．地球是一颗绕太阳运动的行星
C．地球是宇宙的中心、太阳、月亮及其他行星却绕地球转动
D．太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳转动
2．两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道长半轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比T1∶T2是多少．
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
AB
C
练习
小结
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。
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。
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。