3.1天体运动课件 (全面经典上课用)

第 谷
（丹麦1546---1601）
日心说的进一步完善
第谷死后，他的学生开 普勒继续对他的观测资 料进行研究，最终发现， 发现行星运动的轨道是 椭圆，最终总结得出了 开普勒行星运动三定律。
开普勒
（德国人1571---1630）
假设法
假设火星的轨道是圆形
+ 精确计算和推理
得出火星位置的理论值
偏差较大 第谷观测的火星位置的实际值 假设不成立
a C. vb b
4、假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球
半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的
距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地 球运行的周期。以下数据中最接近运行周期的是 （ ） B、 1.6小时 A、0.6小时
C、 4.0小时
D、 24小时
解析：哈勃望远镜和地球都是绕地球做圆周运
哥 白 尼(波兰） （公元16世纪）
“日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍 卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活 烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩 勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了 地球。”
“日心说”对天体的 描述大为简化，同时 打破了过去认为其它 天体和地球截然有别 的界限，是一项真正 的科学革命。
动，由开普勒第三定律可知：
( R h1 ) ( R h2 ) 2 2 T1 T2.6小时
古人对地球的认识
天圆地方
古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相 接等），得出“天圆地方”之类的想法。
中国古人 的 “天圆 地方”说。
浑天说：
东汉时期的天
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。
一、地心说
⑴代表人物： 古希腊学者托勒密 ⑵代表作： 《天文学大成》 ⑶基本论点：
说明： 1.不同的行星， 轨道不同，半 长轴不同。 2.对不同的行 星，太阳总在 他们的焦点上。
C 半 短 轴
A
焦点
O
焦点
B
半长轴 D
太阳系模型：
第二定律(面积定律)
对每个行星来说,太阳和行星的连线在相等 的时间内扫过相等的面积.
t AB = t CD = t EK
则
SAB = SCD = SEK
—— 托勒密认为，行星 P 在以 C 点为中心的轨道上做 匀速圆周运动的同时，圆心 C点也沿以 O点为圆心的 轨道相对于离地球不远的Q点做匀速圆周运动，这两
种运动的复合，构成了行星的运动。
“地心说”行星运行图
地心说模型的缺陷 地心模型 如果地心说成立： 1.太阳绕地球转 一圈的时间为24 小时。 2.每天的日照时 间一样，不会有 一年四季之分。
托勒密
二、日心说
⑴代表人物： 波兰天文学家哥白尼
⑵代表作： 《天球运行论》
⑶基本论点：
①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在绕太 阳做匀速圆周运动。 ②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地 球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同 时还跟地球一起绕太阳运动。 ③天穹不转动，因为地球每天自西向东自转 一周，造成天体每天东升西落的现象。 ④与日地距离相比，其他恒星离地球都十分 遥远，比日地间的距离大得多。
“日心说”行星运行图
哥白尼的日心说也有缺点和错误：
1.日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太
阳只是太阳系的中心天体，并不是宇宙的中 心。 2.日心说认为行星运行的轨道是圆，其实是 椭圆。
日心说也有缺陷，那么，天体 运动到底遵循什么样的运动规 律呢？
日心说进一步完善
第谷把全身心都投入到 行星位置的测量中。经过 20余年的观测，获得了大 量的精确资料。但是，他 用圆形轨道进行验证，没 有得到理想的结果。
再一次运用假设法
假设火星的轨道是椭圆
+ 精确计算和推理
得出火星位置的理论值 几乎密合
第谷观测的火星位置的实际值 假设成立
数学补充：什么是椭圆？
C
P
图钉
A
图钉
F1
O
F2
B
D
F1 和F 2 为焦点
F1 F 2 为焦距
OC=OD------半短轴
OA=OB-----半长轴
一 、开普勒定律
第一定律(轨道定律) 所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
C 行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越大 D “海王星”离太阳最远,绕太阳运动的公转 周期最长
3.某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，
远日点离太阳距离为b，过近日点时行星的速率为 v a
，则过远日点时速率为（ C
A.
b vb v a a
）
a B. vb b v a
b D. vb a va
第一节· 天体运动
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PLANETARY MOTION
一直以来，人类观察星空,为了耕作.为 了远行,为了信仰,为了探索大自然的奥 秘
从太空俯看我们美丽的地球
宇宙的起源:

目前学术界影响较大的是“大爆炸宇宙论” “大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的， 他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里， 在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今 天的宇宙。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙 论”关于宇宙当初仅仅是一个点，而它周围却是一片空白， 但是人类至今还不能确定范围，也无法验证把宇宙压缩 在一个极小空间内的假设，这还只是一种臆测。
①地球是宇宙的中心，是静止不动的。 ②太阳、月亮及其他行星都绕地球运动， 并且作匀速圆周运动。
⑷特点：
①符合当时人们的日常生活经验。
②符合宗教神学的教义。直 到16世纪才被哥白尼推翻。
托 勒 密（古希腊） (公元二世纪)
地心说发展史
—— 在古代，以希腊亚里士多德为代表， 认为地球是宇宙的中心。其它天体则以地 球为中心，在不停地运动。这种观点，就 是“地心说”。公元二世纪，天文学家托 勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地 心体系，发展完善了“地心说”，描绘了 一个复杂的天体运动图象。
关于行星的运动，以下说法正确的是 ( )． A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大 C．水星离太阳“最近”，公转周期最大 D．海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周 期最大
2. 关于行星的运动,下列说法正确的有是 ( BD)
A 行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越 大 B 行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大
对于宇宙，人类的认识是有限的，还有许多 是未知的。那么，人类是如何开始认识宇宙 的呢？
远远的街灯明了， 好像闪着无数的明星。
天上的明星现了， 好像点着无数的街灯。 我想那缥渺的空中，定然有美丽的街市。
郭沫若《天上的街市》
古人是如何认识宇宙的呢？
（1）“天圆地方”说：
（2）“浑天”说：
（3）地心说： （4）日心说：
注意：

1.多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在 圆心处。所以，中学阶段，我们把行星绕太阳的运 动近似当作匀速圆周运动处理。
a3 2. 2 k 中，比值k是一个对所有行星都相同的常量，与 T
行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有关的恒 量。不同行星的半长轴不同，故公转周期也不同。 3.地球绕太阳转动，月球绕地球转动，他们遵循相 同的运动规律，但是，比值K不同。
课堂小结
一、地心说与日心说： 二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆 2、面积定律： V1R1 =V2R2
3、周期定律： R 3/ T2 =k （K是一个只与中心天体质量有关的物理量）
习题巩固:
1. 下列说法正确的有 ( AB ) A 太阳系中的八大行星有一个共同的轨道 焦点 B 行星的运动方向总是沿着轨道的切线方 向 C 行星的运动方向总是与它和太阳的连线 垂直 D 地心说的说法是正确的
第二定律的推论：
行星离太阳近时速度快，离太 阳远时速度慢。
V1R1 =V2R2
3、第三定律：（周期定律）
所有行星的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
B
a k 2 T
3
半 短 轴 b 太阳
半长轴a
C
行星
A 注意：比值k是一个对所有行星都相同的常量，与
行星无关，是只与太阳（中心天体）的质量有 关的恒量。