开普勒第一定律
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
哥白尼的“完美”的匀速圆周 运动第一次受到了怀疑.
开普勒
三、开普勒三定律
开普勒欣喜若狂地说：
十六年了，我终于走向光明，认识到的真理 远超出我的热切期望。
１．开普勒第一定律(轨道定律)：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．
太阳
●
焦点
焦点
行星轨道
椭圆上某点到两个焦 焦点 点的距离之和与椭圆 上另一点到两焦点的 距离之和有什么关系?
变式训练1 (2011年广东高一检测)如图6 －1－5所示是行星m绕恒星M运动的情况示
意图，则下列说法正确的是( C )
A．速度最大点是B点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动
图6－1－5
开普勒第三定律的应用
例2 有一个名叫谷神的小行星，质量为m ＝1.00×1021 kg，它的轨道半径是地球绕 太阳运动半径的2.77倍，求谷神星绕太阳 一周所需要的时间．
图6－1－6
R＋r T2′23＝Tr32，得 t=T/2=
【答案】 1683天或1.45×108 s
变式训练2 (2011年哈师大附中高一检测)飞 船沿半径为r的圆周绕地球运转，其周期为T， 如图6－1－6所示，如果飞船要返回地面， 可在轨道上某一点A处将速率降低到适当值， 从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运 行，椭圆与地球表面在B点相切，已知地球 半径为R，求飞船由A点运动到B点所需的时 间．
开普勒第二定律的应用
例1 某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距
离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星
的速率为va，则过近日点时的速率为( C )
A．vb＝bava
B．vb＝ abva
C．vb＝abva
D．vb＝ bava
12va·Δt·a＝12vb·Δt·b，所以 vb＝abva.
【方法总结】 由以上可以得出：vvba＝ab， 即某行星的速率与它距太阳的距离成反比．
关而只与中心天
体有关的恒量．
需要注意： 开普勒三定律
（1）开普勒定律不仅适用于行星，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．
（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．
第六章 万有引力与航天
一一、、行行星星的的运运动动 杨静静
1。古代人们对天体运动的认识有哪些理 论观点？
2。每个理论观点的内容及代表人物是谁？
3。哪位科学家否定了古人的观点，他发 现了什么定律？
地心说
托勒密. 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． 地心说描绘了一个复杂 的天体运动图象。
焦点 o 半长轴a
２．开普勒第二定律（面积定律）：对于每 一个行星，太阳和行星的连线在相等 的时间内扫过的面积相等．
F
F
离太阳近时速度快，离太阳远时速度 慢．
３．开普勒第三定律（周期Βιβλιοθήκη Baidu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．
地球
F
F
R 3 T2
k
R
比值k是与行星无
哥白尼的宇宙体系动摇了基 督教宇宙体系的根基，但它并没 有在天文测算的精确度上有多大 的提高。近代早期最重要的观测 工作是由丹麦的第谷（1546-1601） 进行的。
我是第谷、是丹麦的天文观测学家,我 的一生都在进行天体观测,留下了大量的珍 贵资料.我虽然相当赞赏哥白尼的日心说, 但我并不接受这样的天体模型;因此,我想 利用精密的观测来反驳日心说.
即时应用 (即时突破，小试牛刀) (2011年连云港高一检测)下列关于开普勒 对于行星运动规律的认识的说法正确的是
( A)
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟 公转周期的三次方的比值都相同 D．所有行星的公转周期与行星的轨道的 半径成正比
但始料未及，想不到我所提供的精密资料，由开普勒进行分析,诠 释的结果,却与我原本的主张相反,反而成为支持哥白尼日心说的有力证 据,真是人算不如天算!!!
数学天才
开普勒（1571-1630），德国天 文学家，第谷的助手,擅长数学归纳
按照匀速圆周运动进行 尝试性计算.
与第谷的观测数据有8’的 角度偏差.
只是由于地球的自转才使我们看到了日月星辰
每天东升西落的现象。
(4)．恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间 的距离要大得多。
日心说认为：太阳是宇宙的 中心，地球和其他行星都绕太阳 做匀速圆周运动。
实际上，太阳也不是宇宙的 中心，也并非静止，它在以 2.46亿年的周期绕银河系中心 运动。
哥白尼
■第谷的天文观测
托勒密
二、日心说
哥白尼坚信宇宙和自然是美的，
而美的东西是简单和谐的。提
出“日心说”。
(1)．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。
哥白尼
(3)．地球每天自转一周，天穹实际上不转动，
开普勒
三、开普勒三定律
开普勒欣喜若狂地说：
十六年了，我终于走向光明，认识到的真理 远超出我的热切期望。
１．开普勒第一定律(轨道定律)：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．
太阳
●
焦点
焦点
行星轨道
椭圆上某点到两个焦 焦点 点的距离之和与椭圆 上另一点到两焦点的 距离之和有什么关系?
变式训练1 (2011年广东高一检测)如图6 －1－5所示是行星m绕恒星M运动的情况示
意图，则下列说法正确的是( C )
A．速度最大点是B点 B．速度最小点是C点 C．m从A到B做减速运动 D．m从B到A做减速运动
图6－1－5
开普勒第三定律的应用
例2 有一个名叫谷神的小行星，质量为m ＝1.00×1021 kg，它的轨道半径是地球绕 太阳运动半径的2.77倍，求谷神星绕太阳 一周所需要的时间．
图6－1－6
R＋r T2′23＝Tr32，得 t=T/2=
【答案】 1683天或1.45×108 s
变式训练2 (2011年哈师大附中高一检测)飞 船沿半径为r的圆周绕地球运转，其周期为T， 如图6－1－6所示，如果飞船要返回地面， 可在轨道上某一点A处将速率降低到适当值， 从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运 行，椭圆与地球表面在B点相切，已知地球 半径为R，求飞船由A点运动到B点所需的时 间．
开普勒第二定律的应用
例1 某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距
离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星
的速率为va，则过近日点时的速率为( C )
A．vb＝bava
B．vb＝ abva
C．vb＝abva
D．vb＝ bava
12va·Δt·a＝12vb·Δt·b，所以 vb＝abva.
【方法总结】 由以上可以得出：vvba＝ab， 即某行星的速率与它距太阳的距离成反比．
关而只与中心天
体有关的恒量．
需要注意： 开普勒三定律
（1）开普勒定律不仅适用于行星，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．
（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．
第六章 万有引力与航天
一一、、行行星星的的运运动动 杨静静
1。古代人们对天体运动的认识有哪些理 论观点？
2。每个理论观点的内容及代表人物是谁？
3。哪位科学家否定了古人的观点，他发 现了什么定律？
地心说
托勒密. 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． 地心说描绘了一个复杂 的天体运动图象。
焦点 o 半长轴a
２．开普勒第二定律（面积定律）：对于每 一个行星，太阳和行星的连线在相等 的时间内扫过的面积相等．
F
F
离太阳近时速度快，离太阳远时速度 慢．
３．开普勒第三定律（周期Βιβλιοθήκη Baidu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．
地球
F
F
R 3 T2
k
R
比值k是与行星无
哥白尼的宇宙体系动摇了基 督教宇宙体系的根基，但它并没 有在天文测算的精确度上有多大 的提高。近代早期最重要的观测 工作是由丹麦的第谷（1546-1601） 进行的。
我是第谷、是丹麦的天文观测学家,我 的一生都在进行天体观测,留下了大量的珍 贵资料.我虽然相当赞赏哥白尼的日心说, 但我并不接受这样的天体模型;因此,我想 利用精密的观测来反驳日心说.
即时应用 (即时突破，小试牛刀) (2011年连云港高一检测)下列关于开普勒 对于行星运动规律的认识的说法正确的是
( A)
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟 公转周期的三次方的比值都相同 D．所有行星的公转周期与行星的轨道的 半径成正比
但始料未及，想不到我所提供的精密资料，由开普勒进行分析,诠 释的结果,却与我原本的主张相反,反而成为支持哥白尼日心说的有力证 据,真是人算不如天算!!!
数学天才
开普勒（1571-1630），德国天 文学家，第谷的助手,擅长数学归纳
按照匀速圆周运动进行 尝试性计算.
与第谷的观测数据有8’的 角度偏差.
只是由于地球的自转才使我们看到了日月星辰
每天东升西落的现象。
(4)．恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间 的距离要大得多。
日心说认为：太阳是宇宙的 中心，地球和其他行星都绕太阳 做匀速圆周运动。
实际上，太阳也不是宇宙的 中心，也并非静止，它在以 2.46亿年的周期绕银河系中心 运动。
哥白尼
■第谷的天文观测
托勒密
二、日心说
哥白尼坚信宇宙和自然是美的，
而美的东西是简单和谐的。提
出“日心说”。
(1)．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。
哥白尼
(3)．地球每天自转一周，天穹实际上不转动，