人教版高一物理必修二行星的运动

行星的运动
一、地心说
❖ 托勒密于公元二世纪， 提出了自己的宇宙结构 学说，即“地心说”.
❖ 地心说认为地球是宇宙 的中心，是静止不动的， 太阳、月亮及其他的行 星都绕地球运动．
❖ 地心说直到16世纪才被 哥白尼推翻.
托勒密
二、日心说
❖ 哥白尼在16世纪提出 了日心说．
❖ 日心说认为太阳是静 止不动的，地球和其 他行星都绕太阳运 动．
❖ 1543 年哥白尼的《天 体运行论》 出版，书 中详细描述了日心说 理论.
哥白尼
第谷,1576 年,在丹麦 国王的资助 下,建立天 文台.被称 为“星学之 王”.
1609年开普勒在《新天文学》 一书中公布了开普勒第一、第二 定律，1619年又公布了开普勒第 三定律。
被称为“天空的立法者”
开普勒
解： 由于人造卫星和月球都是地球的卫星，
故有 R人3 T人2
R月3 T月2
T人
R人3 T月2 R月3
217T月
T月 5
例题三：
❖月球环绕地球运动的轨道半径 约为地球半径的60倍，运行周 期约为27天。应用开普勒定律 计算：在赤道平面内离地面多 少高度，人造地球卫星可以随 地球一起转动，就像停留在天 空中不动一样．
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，彗星的运动轨道则是 一个非常扁的椭圆；
（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半 径R2的18倍。
❖ 课后练习： ❖ 1、P33页问题与练习； ❖ 2、大视野第一节。
例题一：
❖ 木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转 动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨 道半长轴约为地球绕太阳半长轴的几倍?
解 :因为中心天体都是太阳， 所以有
R木3
T
2 木
R地3 T地2
R木 3
R地3 T木2 T地2
3 122 R地 5R地
例题二：
❖ 某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 1/3,则卫星运行的周期大约是多少?
地球
F
F
Ra 3 T2
k
a
比值k是与行星无
关而只与太阳有
关的恒量．
需要注意： （1）开普勒定律不仅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用于行星，也适用于卫星，只不过
此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量．(即K的值 由中心天体决定)
（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是 做匀速圆周运动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出 来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星 运动所取得的资料中总结出来的．
开普勒三定律
1. 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。
地球
F
F
a
2.开普勒第二定律：
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
S1
S2
S1= S2
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
３．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．
实际上行星绕太阳的运动很 接近圆，在中学阶段，可近似 看成圆来处理问题，那么开普 勒三定律的形式又如何？
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。