《行星的运动》PPT课件
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第谷测量了准确的数据 开普勒发现了行星运动定律
小结
1、开普勒第一定律〔轨道定律〕
所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处
在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律〔面积定律〕
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。
3、开普勒第三定律〔周期定律〕
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次
木 星
木星外表
木星大气
木 卫 1
木 卫 2
水 星
水星外表
火 星
火星外表
火星的卫星
火星日出
土 星
太 阳
星星
行星的运动
_________________________________________
PLANETARY MOTION
在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如太阳、月亮、夜 空中闪烁的星星……吸引了人们的注意，智慧的头脑开场探索天体运动的奥秘， 它们的运动是靠神的支配，还是物理规律的约束？经过不懈的努力，科学家们对 它已有初步的了解，这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况。
在中学阶段可以将开普勒定律理解为:
1.大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)不变,即行星做匀速圆周运动
3.所以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
a3 T2
k
R3
T2
k
亚里士多德提出地心说 托勒密完善地心说 哥白尼提出日心说
我们知道地球绕着太阳转，月亮绕着地球转。 那么大家有没有想过在宇宙中终究是以太阳为中心 呢还是以地球为中心呢？又或者两者都不是，星体 是不是还有着更为复杂的运动呢？
■地心说(Geocentric Universe)
地心说认为：地球位于宇宙的中心。 太 阳、月亮和行星都在一些以地球为中 心的同心球壳中运行。
地心说所描述的天体 的运动不仅复杂而且问 题很多，如果把地球从 天体运动的中心位置移 到一个普通的、绕太阳 运动的位置，换一个角 度来考虑天体的运动， 许多问题都可以解决， 行星运动的描述也变得 简单了．
■第谷的天文学观测
第谷〔丹麦伟大的天文学家〕
第谷星
第谷认为，要创立一个满意的星体运行理论，必须准确掌握星体的运行位置。 在他以前,人们测量天体位置的误差大约是10 ‘,第谷通过连续２０年对行星的观察，把这 个不确定性减小到2’。 他编制的星体位置图表，至今仍有使用价值。第谷被后人誉为“星学之王〞，并把天上的 一颗恒星命名为“第谷星〞。
开普勒
做一做： 用图钉和细绳画椭圆
想一想：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另 一点到两个焦点的距寓之和有什么关系?
结论：椭圆上的点到两个焦点的距离相等
■开普勒行星运动定律
开普勒第一定律〔轨道定律〕
焦点 所有的行星围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〔面积定律〕
关于天体的运动，历史上有过不同的看法。
中国古代天文学观 我国古代人民看到北极星常年不动，以及北斗七星等拱极星的
回转，便以为星空是圆的，就像是一只倒扣着的半球大锅，覆盖 在大地上，而北极那么是这盖天的顶，又认为地是方的，就像一 张围棋盘，此即“天圆地方〞说。
东汉时的天文学家张衡提出“浑天〞说，认为天就像一个大鸡 蛋，地球就是其中的蛋黄。
日心说代表人：哥 白 尼 星每天由东向西的运动。
■日心说(Solarcentric Universe)
哥白尼的? 天体运行 论?及其 使用过的 观测、计 算仪器复 制品
■日心说(Solarcentric Universe)
哥白尼的日心说
“日心说〞战胜了 “地心说〞，最终真 理战胜了谬误．
请同学们阅读第30页?人 类对行星运动规律的认 识?．交流讨论，找出 “地心说〞遭遇的为难 和“日心说’的成功之 处．
方跟公转周期的平方的比值都相等．
R3 T2
k
R
k 的大小与行星无关，只与太阳质量有关。
长轴 短 轴
课堂训练
1、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈 雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算 下一次飞近地球是哪一年？
提供数据：
〔1〕地球公转接近圆，彗星的运动轨道那么是一个 非常扁的椭圆；
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多媒体演示：天体运动的图片浏览
金 ---天空立法者
开普勒出身贫寒， 4岁时患天花损坏了视力， 一只手落下残疾。他在用 圆周运动模型对火星轨道 的研究中，七十余次尝试 所得的结果都与第谷的观 测数据有至少8 '的角度 偏差。开普勒对第谷数据 的准确性深信不疑，猜测 行星的运动并非匀速圆周 运动。人们长期以来视为 真理的观念第一次受到了 疑心。此后，他经过多年 的尝试性计算，终于发现
地球
■地心说(Geocentric Universe)
每个行星都绕着圆运 动，这个圆叫做“本轮〞。 而本轮的圆心又环绕着地 球沿着一个叫做均轮的大 圆运动。地球不在均轮的 中心，而偏开一定的距离。 所有行星每天绕地球转动 一周。
地心说代表人：托 勒 密〔古希腊 〕
■地心说(Geocentric Universe)
O’
本轮
地球
.
O
均轮
■日心说(Solarcentric Universe)
16世纪，波兰天文学家 哥白尼根据天文观测的 大量资料经过40多年的 天文观测和潜心研究， 提出“日心体系〞宇宙 图景。
日心说认为： 宇宙的中 心是太阳。行星和地球 绕太阳做匀速圆周运动， 只有月亮环绕地球运行。 由于地球的自转，我们 看到了太阳、月亮和众
对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等 的时间内扫过相等的面积。
近日点
远日点
结论：行星离太阳越近速率越大，离太阳越远，速率越小。 在远日点的速率最小，在近日点的速率最大。
开普勒第三定律〔周期定律〕
所次有 方行 的星 比的 值轨 都道相Ta的等32 半。长k轴的三次方跟公转周期的二
b
o
a
K—只与中心天体有关，与行星无关的常量。 对于同一中心天体，K值一样
小结
1、开普勒第一定律〔轨道定律〕
所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处
在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律〔面积定律〕
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。
3、开普勒第三定律〔周期定律〕
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次
木 星
木星外表
木星大气
木 卫 1
木 卫 2
水 星
水星外表
火 星
火星外表
火星的卫星
火星日出
土 星
太 阳
星星
行星的运动
_________________________________________
PLANETARY MOTION
在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体，如太阳、月亮、夜 空中闪烁的星星……吸引了人们的注意，智慧的头脑开场探索天体运动的奥秘， 它们的运动是靠神的支配，还是物理规律的约束？经过不懈的努力，科学家们对 它已有初步的了解，这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况。
在中学阶段可以将开普勒定律理解为:
1.大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)不变,即行星做匀速圆周运动
3.所以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
a3 T2
k
R3
T2
k
亚里士多德提出地心说 托勒密完善地心说 哥白尼提出日心说
我们知道地球绕着太阳转，月亮绕着地球转。 那么大家有没有想过在宇宙中终究是以太阳为中心 呢还是以地球为中心呢？又或者两者都不是，星体 是不是还有着更为复杂的运动呢？
■地心说(Geocentric Universe)
地心说认为：地球位于宇宙的中心。 太 阳、月亮和行星都在一些以地球为中 心的同心球壳中运行。
地心说所描述的天体 的运动不仅复杂而且问 题很多，如果把地球从 天体运动的中心位置移 到一个普通的、绕太阳 运动的位置，换一个角 度来考虑天体的运动， 许多问题都可以解决， 行星运动的描述也变得 简单了．
■第谷的天文学观测
第谷〔丹麦伟大的天文学家〕
第谷星
第谷认为，要创立一个满意的星体运行理论，必须准确掌握星体的运行位置。 在他以前,人们测量天体位置的误差大约是10 ‘,第谷通过连续２０年对行星的观察，把这 个不确定性减小到2’。 他编制的星体位置图表，至今仍有使用价值。第谷被后人誉为“星学之王〞，并把天上的 一颗恒星命名为“第谷星〞。
开普勒
做一做： 用图钉和细绳画椭圆
想一想：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另 一点到两个焦点的距寓之和有什么关系?
结论：椭圆上的点到两个焦点的距离相等
■开普勒行星运动定律
开普勒第一定律〔轨道定律〕
焦点 所有的行星围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〔面积定律〕
关于天体的运动，历史上有过不同的看法。
中国古代天文学观 我国古代人民看到北极星常年不动，以及北斗七星等拱极星的
回转，便以为星空是圆的，就像是一只倒扣着的半球大锅，覆盖 在大地上，而北极那么是这盖天的顶，又认为地是方的，就像一 张围棋盘，此即“天圆地方〞说。
东汉时的天文学家张衡提出“浑天〞说，认为天就像一个大鸡 蛋，地球就是其中的蛋黄。
日心说代表人：哥 白 尼 星每天由东向西的运动。
■日心说(Solarcentric Universe)
哥白尼的? 天体运行 论?及其 使用过的 观测、计 算仪器复 制品
■日心说(Solarcentric Universe)
哥白尼的日心说
“日心说〞战胜了 “地心说〞，最终真 理战胜了谬误．
请同学们阅读第30页?人 类对行星运动规律的认 识?．交流讨论，找出 “地心说〞遭遇的为难 和“日心说’的成功之 处．
方跟公转周期的平方的比值都相等．
R3 T2
k
R
k 的大小与行星无关，只与太阳质量有关。
长轴 短 轴
课堂训练
1、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈 雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算 下一次飞近地球是哪一年？
提供数据：
〔1〕地球公转接近圆，彗星的运动轨道那么是一个 非常扁的椭圆；
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金 ---天空立法者
开普勒出身贫寒， 4岁时患天花损坏了视力， 一只手落下残疾。他在用 圆周运动模型对火星轨道 的研究中，七十余次尝试 所得的结果都与第谷的观 测数据有至少8 '的角度 偏差。开普勒对第谷数据 的准确性深信不疑，猜测 行星的运动并非匀速圆周 运动。人们长期以来视为 真理的观念第一次受到了 疑心。此后，他经过多年 的尝试性计算，终于发现
地球
■地心说(Geocentric Universe)
每个行星都绕着圆运 动，这个圆叫做“本轮〞。 而本轮的圆心又环绕着地 球沿着一个叫做均轮的大 圆运动。地球不在均轮的 中心，而偏开一定的距离。 所有行星每天绕地球转动 一周。
地心说代表人：托 勒 密〔古希腊 〕
■地心说(Geocentric Universe)
O’
本轮
地球
.
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■日心说(Solarcentric Universe)
16世纪，波兰天文学家 哥白尼根据天文观测的 大量资料经过40多年的 天文观测和潜心研究， 提出“日心体系〞宇宙 图景。
日心说认为： 宇宙的中 心是太阳。行星和地球 绕太阳做匀速圆周运动， 只有月亮环绕地球运行。 由于地球的自转，我们 看到了太阳、月亮和众
对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等 的时间内扫过相等的面积。
近日点
远日点
结论：行星离太阳越近速率越大，离太阳越远，速率越小。 在远日点的速率最小，在近日点的速率最大。
开普勒第三定律〔周期定律〕
所次有 方行 的星 比的 值轨 都道相Ta的等32 半。长k轴的三次方跟公转周期的二
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K—只与中心天体有关，与行星无关的常量。 对于同一中心天体，K值一样