高中物理 5-1《从托勒密到开普勒》课件 沪科版必修2(1).ppt

1、第五章 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,天体能够不断地绕不同的中心星球运动（如地球绕太阳运动；月球绕地球运动等），其原因是什么？发射地球卫星、宇宙飞船、“嫦娥奔月”等的发射、运行、回收的原理与我们高中物理

2、有哪些联系？,第5章 万有引力与航天,学习目标：,1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发 展过程。2、知道开普勒对行星运动的描述。,5.1 行星的运动,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？,请阅读书本P.7980页：,2.地心说的主要观点,一、关于天体运动的两种对立观点,3.日心说的主要观点,1.天体运动发展史,托 勒 密,地心说,地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动。,一、两种观点,地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒

3、密进一步发展而逐渐建立和完善起来。,地心说的建立与发展,基本观点：1.地球是球体。 2.地球是静止不动的，而且处于宇宙的中心,从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球恒星天。最外面，是推动天体运动的原动天。3.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。,托勒密对地心说的改进,1.偏心运动。2.本轮与均轮的概念。3.偏心等距点。,地心说遇到的困难,1.北半球冬季的中午较之夏季的中午，太阳看起来要大一些（因而近一些）。2.火星逆行。3.太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,日心说,太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。,哥白尼,一、两种观

4、点,日心说的建立与发展,在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的天体运行论中提出的。,基本观点：（1）太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、金星、火星、木星、土星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。（2）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。（3）地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。,丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。,表一：各年四节

5、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,德国天文学家开普勒（1571-1630）在最初研究他的导师第谷（1546-1601）所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分，开普勒想，这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此，人们长期以来视为真理的观念天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料

6、，经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想，最后终于发现了天体运行的规律开普勒三大定律。,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,第一定律（ ）：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,轨道定律,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,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,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,面积定律,开普勒,开普勒第三定律,所有行星的轨道的半长

7、轴的三次方跟公转周期的二次方的比值（k）都相等,一、行星的运动,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。即,注意：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关,周期定律,3.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3710183.3710181.0310131.031013,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

8、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.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 。,行星运动的处理方法,把行星的运动轨道看成圆形来处理。,基础知识的应用 1.在太阳系中,有八大行星绕太阳运行,由近到远的分别是:水星,金星,地球,火星,木星,土星, 天王星,海王星,冥王星.那么它们绕太阳运行的周期最短的是（ ）.,水星,2.关于行星运动,以下说法正确的是( ) A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大. B.行星轨道的半长轴越长,公转周期越大.C.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动.D.冥王星离太阳”最远”,绕太阳运动的公转 周期最长.,B D,再见,