人类对行星运动规律的探索与认识

2.由于多数行星的运动轨迹接近圆，开谱
勒行星运动规律在中学阶段可以近似处理， 其中包括： A 行星做匀速圆周运动 B 太阳处于圆周的中心 C 中的R 即为圆周的半径 D 所有行星的周期都和地球公转的周期 相同
3.
一探空火箭未打中目标而进入绕太阳
的近似圆形轨道运行，轨道半径是地球 绕太阳公转半径的９倍，则探空火箭绕 太阳公转周期为_________年
第六章 万有引力与航天
第1节 人类对行星运动规律 的探索与认识
第六章 万有引力与航天
第1节 人类对行星运动规律 的探索与认识
人类走过的弯路：地心说
同志们好，我 是托勒密。我 认为地球是不 动的！地球是 宇宙的中心！ 所有的那些星 球，如太阳、 月亮、火星、 金星等都在围 着地球旋转！
（2013年 江苏 ） 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒 行星运动定律可知： A、太阳位于木星运行轨道的中心 B、火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C、火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长 轴之比的立方 D、相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星 与太阳连线扫过的面积
我的数学没有真正的学好，所以，空有大把大把的观测数据， 我无法从中找到规律，呜呜呜呜 于是，我在临终之际，把我毕生的心血，所有的观测数据给 了我的学生开普勒，这孩子数学非常好！
“开普勒行星运动三定律”出世
同志们好，我是 开普勒。他们说 我是“天才数学 家”， 感谢我的 老师第谷的无私 奉献。通过对第 谷的观测数据的 研究，我找到了 行星运动的规律。 我发现，哥白尼 的日心说是正确 的，但是行星绕 太阳的运行轨迹 好像不是标准的 匀速圆周运动， 而是椭圆运动， 而且运动速率也 不是定值。具体 情况，你们去看 我发表的“开普 勒行星运动定律” 吧！
K值
3.36×1018
3.35×1018 3.33×1018 3.36×1018 3.34×1018 3.33×1018 3.35×1018 3.34×1018
1.01×1013
结
论：k值与中心天体有关，而与环绕天体无关！
冥王星不
再是行星
在捷克首都布拉格举行的国际天文学联合会大会就有关 行星新定义的决议草案进行表决。天文学家在会上表决 通过了五号方案，冥王星降级了，不再被认为是行星 了！。冥王星被定义为“矮行星”，“矮行星”不是行 星，冥王星与行星地位无缘。
R
B
r
A
一、开普勒行星运动三定律、万有引力定律及相关物理学史。
3、天体运动规律的探寻、开普勒行星运动定律、 万有引力定律 ——相关物理学史
托勒密“地心说” 哥白尼 “日心说”
绕太阳做 匀速圆周 运动
伽利略发明 “天文望远镜”
第谷：天才的 观测家
F G
卡文迪许
G数值 意义 重大
m1m2 r2
A.
b vb va a
A’ B b B’ O a A
B. vb
C.
a vb va b
a va b
D. vb
b va a
8.月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径
的60倍，运动周期约为27天，应用开普勒运 动定律计算：在赤道平面内离地多高时，人 造地球卫星随地球一起运动，就像停留在天 空中不动一样？（R地=6400km）
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。
那么，开普勒三定律又变成什么样子 了呢？
开一：所有行星绕太阳的轨道都是椭 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆， 圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 太阳处在圆心；
对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的 开二：对任意一个行星来说，它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积。 角速度（或线速度大小）不变，即行星做 匀速圆周运动；
卫星 距土星距离/km 半径/km
土卫五
土卫六
527000
1222000
765
2575
A.土卫五的公转周期较小
B.土卫六的转动角速度较大 C.土卫六的向心加速度小 D.土卫五的公转速度较大
直线复习题： 1、一质点由静止开始做匀加速直线运动，加
速度大小为a1,经时间t后开始做加速度为a2 的匀减速直线运动，再经过t时间恰好回到出 发点，则a1:a2=( 1:3 ) 2、沿平直公路做匀加速直线运动的汽车连续 通过三根线杆，通过两相邻线杆之间所用时 间分别是3s和2s，已知线杆间距为60m，求 汽车的加速度和通过各线杆时的速度。 a=4/s2 v1=14m/s v2=26m/s v3=34m/s
4.
两颗行星的质量分别为m1和m2,，它
们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1和
R2 , 如果m1=2m2 , R1=4R2。求它们的运 行周期之比T1:T2。
7.某行星沿椭圆轨道运行，远日点A离太阳距
离为a，近日点B离太阳距离为b，过远日点 时行星的速率为va，则过近日点时行星的速 率为（ C ）
所有行星轨道半径的三次方跟它的公 开三：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 转周期的二次方的比值都相等。 r3 表达式： = k T2
1.关于开普勒行星运动的公式，以下 说法正确的是（ ） A. k是一个与行星无关的常数 B. 不同星球的行星，k值可能不同 C. T表示行星运动的自转周期 D. T表示行星运动的公转周期
让大火来的更猛 烈些吧！为了真 理，死了我一个 还有后来人！
对日心说的支持
同志们好，我是 伽利略。我发明 了“天文望远 镜”，并把它用 于天文观测中！ 所以，在人类认 识宇宙的过程中, 我也功不可没奥！
对日心说的支持
同志们好，我是第谷。你们是不是首先看到了 我漂亮的胡子？ 他们称我为“天才观测家”，在我的有生之年， 我把全身心都投入到行星位置的观测中，之前 人们对天体位置的观测误差在100，我把误差缩 小到20，可是，可是，可是……
胡克
伽利略 开普勒 笛卡尔
总结出行星运 动三定律
开普勒：
牛顿
推而广之 得出 万有引力定律
？
天才数学家 布鲁诺
为科学献身 的伟大科学 家
开普勒
开普勒第一定律（开一）： 所有行星绕太阳的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。
太阳
●
焦点
焦点
开普勒第二定律（开二）：
对任意一个行星来说，它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律（开三）： 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比 值都相等。 半长轴
1、神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动，其周 期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一 点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着 以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球 表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R， 求飞船由A点到B点所需的时间。
2T r t (1 ) 8 R
3 2
表达式：
a3
T2
= k
行星绕太阳公转 的周期
星 月球
半长轴(x106km) 公转周期(天) 57 87.97 108 225 149 365 228 687 778 4333 1426 10759 2869 30686 4495 60188 0.3844 27.322
36288km
9.地球公转轨道接近圆，彗星轨道是非常扁
的椭圆。哈雷彗星半长轴是地球公转半径的 18倍，最近出现的时间是1986年，请你算出 哈雷彗星下次出现的大约年份。
2062年
10.下表是土星的卫星----土卫五和土卫六两颗
卫星的一些参数，则两卫星相比较，下列判 断正确的是（ ACD ）
日心说的提出
同志们好，我是 哥白尼。我不同 意托勒密前辈的 观点。宇宙的中 心应该是太阳， 那些星球，如地 球、火星、金星、 木星等都在围着 太阳旋转！并且 是匀速圆周运动 奥！
为了真理牺牲自己在所不惜！
同志们好，我是 布鲁诺。 我坚信 “日心说”的理 论是正确的！哥 白尼提出日心说， 但他不敢大胆的 明说，我偏要向 世界宣战“我支 持日心说！！！”