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行星的运动课件太阳与行星间引力.


第六章 万有引力与航天 第1节 行星的运动 科学的足迹 1、地心说 代表人物: 托勒密 观点: 地球是宇宙的中心,是静 止不动的,太阳、月亮以 及其他行星都绕地球运动。 2、日心说 代表人物: 哥白尼 观点: 太阳是静止不动的,地球和其他行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 3、日心说的进一步完善 (1)天才观察者: 第谷·布拉赫 把天体位置测量的误 差由10/ 减少到2/ 第 谷(丹麦) 开普勒: ? 真理超出希望 ? (2) 开普勒行星运动三定律 若是匀速圆 周运动?? 开普勒(德国) ↓ ↓ 否定19 种假设 第 谷(丹麦) 四年多的刻苦计算 → 8分的误差 ← 二十年的精心观测 ↓ ↓ 行星轨道为椭圆 开普勒行星运动规律 开普勒第一定律: 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 椭圆的画法: 开普勒第二定律: 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。 远处速 度慢 近处速 度快 开普勒第三定律: 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 表达式: a3 T2 = k 行星绕太阳公转 的周期 探究2: 行星 半长轴(x106km) 公转周期(天) 57 87.97 水星 108 225 金星 149 365 地球 228 687 火星 778 4333 木星 1426 10759 土星 2869 30686 天王星 4495 60188 海王星 0.0424 1 同步卫星 0.3844 27.322 月球 K值 3.36×1018 3.35×1018 3.31×1018 3.36×1018 结 论 k值与中心天体有关,而 与环绕天体无关 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 处理问题,那么开普勒三定律的形 式又如何? 半径 表达式: r3 T2 = k 行星绕太阳公转 的周期 1、多数行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆,太阳处在圆心; 2、对某一行星来说,它绕太阳做 圆周运动的角速度(或线速度大小) 不变,即行星做匀速圆周运动; 3、所有行星轨道半径的三次方跟它 的公转周期的二次方的比值都相等。 2、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。 R B r A ?3.关于开普勒行星运动的公式,以 下说法正确的是( ABD ) ?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 第2节 太阳与行星间的引力 什么力来维持行星绕太阳的 运动呢? 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于磁力的作用。 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: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

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