3.1天体运动课件 (全面经典上课用)

动，由开普勒第三定律可知：
( R h1 ) ( R h2 ) 2 2 T1 T2
3
3
代入数据得:T1 1.6小时
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。
“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
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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。
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。
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：
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
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。
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
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。
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
—— 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。
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：
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
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。
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
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。