开普勒三大定律
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)。
15
2014-3-4
2014-3-4
16
2014-3-4
4
开普勒三大定律
1. 开普勒第一定律（轨道定律）
内容：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。
行星
太阳
F
F
返回
5
椭圆有两个焦点
2014-3-4
2.开普勒第二定律（面积定律）
内容：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
近日点速度快，远日点速度慢
地心说描绘了一个复 杂的天体运动图像。
2014-3-4
名人简介
约翰尼斯· 开普勒（德语：Johannes Kepler， 1571年12月27日－1630年11月15日），德 国天文学家、数学家。开普勒是十七世纪 科学革命的关键人物。他最为人知的成就 为开普勒定律，这是稍后天文学家根据他 的著作《新天文学》、《世界的和谐》、 《哥白尼天文学概要》萃取而成的三条定 律。这些杰作对艾萨克· 牛顿影响极大， 启发牛顿后来想出牛顿万有引力定律。
2014-3-4
3
wk.baidu.com
科学的足迹
1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体 做圆周运动。 2、开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。
3、笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星 上，使得行星绕太阳运动。
4、胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星 的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离 的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证 明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比， 则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力 定律。
10
2014-3-4
4、太阳对行星的引力
m F 4 k 2 r
2
即
m F 2 r
太阳对不同行星的引力，与行星的质 量成正比，与行星和太阳间的距离的二 次方成反比。
2014-3-4
11
行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F/应满
足
行 星
F
F`
太 阳
M F 2 r
/
12
2014-3-4
v F m r
2014-3-4
2
8
2、天文观测难以直接得到行星的速度 v，但可以得到行星的公转周期T
有
2r v 代入 T
2
v F m r
2
4 mr F 2 T
2014-3-4
9
3、根据开普勒第三定律
3 2
r k 2 T
3
即
代入
F
r T k 2 4 mr
T
2
2
所以
m F 4 k 2 r
m F 2 r
M F 2 r
/
Mm F G 2 r
14
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
2014-3-4
开普勒三大定律的意义
开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精 神。 开普勒定律彻底摧毁了托勒密的本轮系，把哥白尼 体系从本轮的桎梏下解放出来，为它带来充分的完 整和严谨。 开普勒定律使人们对行星运动的认识得到明晰概念。 它证明行星世界是一个匀称的（即开普勒所说的 “和谐”）系统。这个系统的中心天体是太阳，受 来自太阳的某种统一力量所支配。
2014-3-4
返回
6
3.开普勒第三定律（周期定律）
内容：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公
转周期的 二次方的比值都相等。
行星
太阳
R3 =K T2
O F R
F
R：半长轴 T：公转周期
返回
7
2014-3-4
一、太阳对行星的引力
1、设行星的质量为m，速度为v，行星 到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀 速圆周运动的向心力太阳对行星的引力 来提供
开普勒三大定律
2014-3-4
1
古代关于天体运动的两种学说
地心说----托勒斯
日心说----哥白尼 地球和其他行星一样， 都在圆形轨道上匀速 率地绕着太阳公转。 月亮是地球的卫星。 天穹实际上不转动， 只是由于地球的自传 才使我们看到了日月 星辰每天东升西落的 现象。 2
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。
太阳与行星间的引力
概括起来有
Mm F 2 r
则太阳与行星间的引力大小为
Mm F G 2 r
G比例系数，与太阳、行星的质量无关 方向：沿着太阳和行星的连线
2014-3-4
13
小 结
1、太阳对行星的引力：太阳对不同行 星的引力，与行星的质量m成正比，与 太阳到行星间的距离r的二次方成反比
2、行星对太阳的引力：与太阳 的质量M成正比，与行星到太阳 的距离r的二次方成反比 3、太阳与行星间的引力：与太阳的 质量M、行星的质量m成正比，与 两者距离的二次方成反比
2014-3-4
2014-3-4
16
2014-3-4
4
开普勒三大定律
1. 开普勒第一定律（轨道定律）
内容：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。
行星
太阳
F
F
返回
5
椭圆有两个焦点
2014-3-4
2.开普勒第二定律（面积定律）
内容：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
近日点速度快，远日点速度慢
地心说描绘了一个复 杂的天体运动图像。
2014-3-4
名人简介
约翰尼斯· 开普勒（德语：Johannes Kepler， 1571年12月27日－1630年11月15日），德 国天文学家、数学家。开普勒是十七世纪 科学革命的关键人物。他最为人知的成就 为开普勒定律，这是稍后天文学家根据他 的著作《新天文学》、《世界的和谐》、 《哥白尼天文学概要》萃取而成的三条定 律。这些杰作对艾萨克· 牛顿影响极大， 启发牛顿后来想出牛顿万有引力定律。
2014-3-4
3
wk.baidu.com
科学的足迹
1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体 做圆周运动。 2、开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。
3、笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星 上，使得行星绕太阳运动。
4、胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星 的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离 的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证 明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比， 则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力 定律。
10
2014-3-4
4、太阳对行星的引力
m F 4 k 2 r
2
即
m F 2 r
太阳对不同行星的引力，与行星的质 量成正比，与行星和太阳间的距离的二 次方成反比。
2014-3-4
11
行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F/应满
足
行 星
F
F`
太 阳
M F 2 r
/
12
2014-3-4
v F m r
2014-3-4
2
8
2、天文观测难以直接得到行星的速度 v，但可以得到行星的公转周期T
有
2r v 代入 T
2
v F m r
2
4 mr F 2 T
2014-3-4
9
3、根据开普勒第三定律
3 2
r k 2 T
3
即
代入
F
r T k 2 4 mr
T
2
2
所以
m F 4 k 2 r
m F 2 r
M F 2 r
/
Mm F G 2 r
14
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
2014-3-4
开普勒三大定律的意义
开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精 神。 开普勒定律彻底摧毁了托勒密的本轮系，把哥白尼 体系从本轮的桎梏下解放出来，为它带来充分的完 整和严谨。 开普勒定律使人们对行星运动的认识得到明晰概念。 它证明行星世界是一个匀称的（即开普勒所说的 “和谐”）系统。这个系统的中心天体是太阳，受 来自太阳的某种统一力量所支配。
2014-3-4
返回
6
3.开普勒第三定律（周期定律）
内容：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公
转周期的 二次方的比值都相等。
行星
太阳
R3 =K T2
O F R
F
R：半长轴 T：公转周期
返回
7
2014-3-4
一、太阳对行星的引力
1、设行星的质量为m，速度为v，行星 到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀 速圆周运动的向心力太阳对行星的引力 来提供
开普勒三大定律
2014-3-4
1
古代关于天体运动的两种学说
地心说----托勒斯
日心说----哥白尼 地球和其他行星一样， 都在圆形轨道上匀速 率地绕着太阳公转。 月亮是地球的卫星。 天穹实际上不转动， 只是由于地球的自传 才使我们看到了日月 星辰每天东升西落的 现象。 2
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。
太阳与行星间的引力
概括起来有
Mm F 2 r
则太阳与行星间的引力大小为
Mm F G 2 r
G比例系数，与太阳、行星的质量无关 方向：沿着太阳和行星的连线
2014-3-4
13
小 结
1、太阳对行星的引力：太阳对不同行 星的引力，与行星的质量m成正比，与 太阳到行星间的距离r的二次方成反比
2、行星对太阳的引力：与太阳 的质量M成正比，与行星到太阳 的距离r的二次方成反比 3、太阳与行星间的引力：与太阳的 质量M、行星的质量m成正比，与 两者距离的二次方成反比