行星的运动
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
行星的运动
孙华年
第六章 万有引力与航天
仰望星空
我仰望星空， 我仰望星空
它是那样寥廓而深邃； 它是那样自由而宁静；
那无穷的真理， 那博大的胸怀，
让我苦苦地求索、追随。 让我的心灵栖息、依偎。
我仰望星空， 我仰望星空，
它是那样庄严而圣洁； 它是那样壮丽而光辉；
那凛然的正义， 那永恒的炽热，
让我充满热爱、 让我心中燃起希望的烈
感到敬畏。 焰、响起春雷。
。 温家宝
一、行星的运动
二、万有引力定律内容及应用
三、人造卫星及宇宙速度
本章知识结构
在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体：
课程目标：
1.古代人们对天体运动存在那些观点及它们的发展过程是怎样的？
2.什么是“地心说”，什么是“日心说”？
3.哪种学说占统治的时间较长？
4.两种学说争论的结果是什么？
地心说
代表人物：托勒密
观点：地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
由于地心说比较符合人们的日常经验，同时也符合宗教神学关于地球是宇宙的中心的说法，所以地心说统治了人们很长时间。
哥白尼的“日心说”发表之前，“地心说”在中世纪的欧洲一直居于统治地位。自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张，只是当时缺乏依据，因此没有得到人们的认可。在古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张“地心说”，认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地心说”和上帝创造世界融为一体，用来愚弄人们，维护自己的统治。
日心说
代表人物：哥白尼
观点：太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运
与“地心说”对立，两种学说经过了长期的独立和争论
宗教裁判所
宗教裁判所13～19世纪天主教会侦察和审判异端的机构。又译罗马宗教裁判所、审判伽利略异端裁判所、宗教法庭。旨在镇压一切反教会、反封建的异端，以及有异端思想或同情异端的人。
宗教裁判所是从13世纪上半叶建立的。
宗教裁判所在西欧天主教国家普遍成立。
宗教裁判所
异端包括不同于罗马正统教派的言行和思想。巫士亦被视为异端。不少反封建斗士、进步思想家、科学家、民间魔术师、术士皆为裁判所打击迫害的对象。异端罪的侦审秘密进行。控告人与见证人姓名保密。罪犯、恶棍乃至儿童，皆可作见证人。一经被控，绝难幸免。为被告作证、辩护，有被指控为异端的可能，因此无人敢为。被告如认罪并检举同伙，处理从宽。
天文学家布鲁诺（1549—1600）是哥伯尼的崇拜者，也是其“日心”说的批判者。他指出：不仅地球不是世界的中心，太阳也不是宇宙的中心，浩渺的宇宙根本无“中心”。太阳也不是静止的，它也在运动。布鲁诺描述的这一宇宙图景，直到300年后才为世所公认；当时对神学宇宙观的冲击力之大可想而知，因而遭到天主教的残酷迫害。1600年2月17日，布鲁诺被押赴罗马“鲜花广场”，捆绑在火刑柱上，临刑时，腾腾烈焰中他豪迈地发表了最后的演讲：“我宁愿为真理而牺牲！”“火并不能把我征服，未来的世界会了解我，知道我的价值。”果然，当年6月，广场上就竖起了他的铜像。1889年罗马宗教法庭也被迫宣布为他平反。这些科学之星的殒落，尤能反映出宗教迫害的反社会、反进步、反科学性质，也正是这一切，反过来伤害了教会本身。
年 份 春 分 夏 至 秋 分 冬 至
2008 3月20日 6月21日 9月22日 12月22日
2009 3月20日 6月21日
9月23日
12月22日
2010 3月21日 6月21日 9月23日 12月22日
表一：各年四节气具体日期统计表
分析数据，你得到了什么？
春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天
四季的时间是不相等的
地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动
一、行星的运动
第谷：天才的观测家
第谷把天体位置的误差从10分精确到2分
1600年开普勒与第谷一起工作
开普勒:真理超出期望
开普勒在基于“日心说”的基础上，对火星轨道的研究中，70余次的结果都与第谷的实际观测数据有8分的误差？
人们长期以来视为真理的观念——天体在做“匀速圆周运动”，第一次受到了怀疑。
一、行星的运动
开普勒三大定律
利用第谷多年积累的观测资料，仔细分析研究，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律（即开普勒定律），为牛顿发现万有引力定律打下了基础。
开普勒第一定律
开普勒第一定律，也称椭圆定律；也称轨道定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第一定律
仔细观察地球绕太阳转动模型图，你得了到什么？
快慢：近日点运行快 远日点运行慢
开普勒第二定律
开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的连线（所扫过的面积都是相等的。
开普勒第三定律，也称周期定律：各个行星绕太阳的椭圆轨道的半长轴的立方和它们的公转周期的平方成正比。
开普勒第三定律
行星/卫星 半长轴（km） 周期（天） K（m /s ）
水星 57 87.97
金星 108 225
地球 149 365
火星 228 687
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2870 30660
海王星 4498 60148
月球 0.3844 27.3
同步卫星 0.0424 1
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.37×10^18
3.37×10^18
1.03×10^13
1.03×10^13
动手算一算
动手计算后，你得到了什么？
所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等
K值与环绕天体无关，与中心天体有关
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 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
3.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
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
3.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
即R /T =k
例1.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。
例2 已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。则木星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的 倍。
思维入门指导： 木星和地球均为绕太阳运行的行星，可利用开普勒第三定律直接求解。本题考查开普勒第三定律的应用。
行星的运动
孙华年
第六章 万有引力与航天
仰望星空
我仰望星空， 我仰望星空
它是那样寥廓而深邃； 它是那样自由而宁静；
那无穷的真理， 那博大的胸怀，
让我苦苦地求索、追随。 让我的心灵栖息、依偎。
我仰望星空， 我仰望星空，
它是那样庄严而圣洁； 它是那样壮丽而光辉；
那凛然的正义， 那永恒的炽热，
让我充满热爱、 让我心中燃起希望的烈
感到敬畏。 焰、响起春雷。
。 温家宝
一、行星的运动
二、万有引力定律内容及应用
三、人造卫星及宇宙速度
本章知识结构
在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体：
课程目标：
1.古代人们对天体运动存在那些观点及它们的发展过程是怎样的？
2.什么是“地心说”，什么是“日心说”？
3.哪种学说占统治的时间较长？
4.两种学说争论的结果是什么？
地心说
代表人物：托勒密
观点：地球是世界的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
由于地心说比较符合人们的日常经验，同时也符合宗教神学关于地球是宇宙的中心的说法，所以地心说统治了人们很长时间。
哥白尼的“日心说”发表之前，“地心说”在中世纪的欧洲一直居于统治地位。自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张，只是当时缺乏依据，因此没有得到人们的认可。在古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张“地心说”，认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地心说”和上帝创造世界融为一体，用来愚弄人们，维护自己的统治。
日心说
代表人物：哥白尼
观点：太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运
与“地心说”对立，两种学说经过了长期的独立和争论
宗教裁判所
宗教裁判所13～19世纪天主教会侦察和审判异端的机构。又译罗马宗教裁判所、审判伽利略异端裁判所、宗教法庭。旨在镇压一切反教会、反封建的异端，以及有异端思想或同情异端的人。
宗教裁判所是从13世纪上半叶建立的。
宗教裁判所在西欧天主教国家普遍成立。
宗教裁判所
异端包括不同于罗马正统教派的言行和思想。巫士亦被视为异端。不少反封建斗士、进步思想家、科学家、民间魔术师、术士皆为裁判所打击迫害的对象。异端罪的侦审秘密进行。控告人与见证人姓名保密。罪犯、恶棍乃至儿童，皆可作见证人。一经被控，绝难幸免。为被告作证、辩护，有被指控为异端的可能，因此无人敢为。被告如认罪并检举同伙，处理从宽。
天文学家布鲁诺（1549—1600）是哥伯尼的崇拜者，也是其“日心”说的批判者。他指出：不仅地球不是世界的中心，太阳也不是宇宙的中心，浩渺的宇宙根本无“中心”。太阳也不是静止的，它也在运动。布鲁诺描述的这一宇宙图景，直到300年后才为世所公认；当时对神学宇宙观的冲击力之大可想而知，因而遭到天主教的残酷迫害。1600年2月17日，布鲁诺被押赴罗马“鲜花广场”，捆绑在火刑柱上，临刑时，腾腾烈焰中他豪迈地发表了最后的演讲：“我宁愿为真理而牺牲！”“火并不能把我征服，未来的世界会了解我，知道我的价值。”果然，当年6月，广场上就竖起了他的铜像。1889年罗马宗教法庭也被迫宣布为他平反。这些科学之星的殒落，尤能反映出宗教迫害的反社会、反进步、反科学性质，也正是这一切，反过来伤害了教会本身。
年 份 春 分 夏 至 秋 分 冬 至
2008 3月20日 6月21日 9月22日 12月22日
2009 3月20日 6月21日
9月23日
12月22日
2010 3月21日 6月21日 9月23日 12月22日
表一：各年四节气具体日期统计表
分析数据，你得到了什么？
春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天
四季的时间是不相等的
地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动
一、行星的运动
第谷：天才的观测家
第谷把天体位置的误差从10分精确到2分
1600年开普勒与第谷一起工作
开普勒:真理超出期望
开普勒在基于“日心说”的基础上，对火星轨道的研究中，70余次的结果都与第谷的实际观测数据有8分的误差？
人们长期以来视为真理的观念——天体在做“匀速圆周运动”，第一次受到了怀疑。
一、行星的运动
开普勒三大定律
利用第谷多年积累的观测资料，仔细分析研究，发现了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律（即开普勒定律），为牛顿发现万有引力定律打下了基础。
开普勒第一定律
开普勒第一定律，也称椭圆定律；也称轨道定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
开普勒第一定律
仔细观察地球绕太阳转动模型图，你得了到什么？
快慢：近日点运行快 远日点运行慢
开普勒第二定律
开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的连线（所扫过的面积都是相等的。
开普勒第三定律，也称周期定律：各个行星绕太阳的椭圆轨道的半长轴的立方和它们的公转周期的平方成正比。
开普勒第三定律
行星/卫星 半长轴（km） 周期（天） K（m /s ）
水星 57 87.97
金星 108 225
地球 149 365
火星 228 687
木星 778 4333
土星 1426 10759
天王星 2870 30660
海王星 4498 60148
月球 0.3844 27.3
同步卫星 0.0424 1
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.36×10^18
3.37×10^18
3.37×10^18
1.03×10^13
1.03×10^13
动手算一算
动手计算后，你得到了什么？
所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等
K值与环绕天体无关，与中心天体有关
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 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
3.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
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
3.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
即R /T =k
例1.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。
例2 已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。则木星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的 倍。
思维入门指导： 木星和地球均为绕太阳运行的行星，可利用开普勒第三定律直接求解。本题考查开普勒第三定律的应用。