,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 万有引力与航天,6.1 行星的运动,第六章 万有引力与航天6.1 行星的运动,1,空间站,空间站,2,神州五号载人飞船发射运行,神州五号载人飞船发射运行,3,嫦娥一号发射全过程,嫦娥一号发射全过程,4,中国航天英雄:,中国航天英雄:,5,中国航天事业幕后英雄代表:,中国航天事业幕后英雄代表:,6,自然现象,猜想一下，是太阳绕地球转呢，还是地球绕太阳转呢？,自然现象猜想一下，是太阳绕地球转呢，还是地球绕太阳转呢？,7,一、“地心说”与“日心说”:,1、“地心说”的基本观点是什么？,2、“日心说”的基本观点是什么？,一、“地心说”与“日心说”:1、“地心说”的基本观点是什么,8,托 勒 密,地,心,说,地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕地球做圆周运动。,行星的运动的认识：,托 勒 密地地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕,9,日,心,说,太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。,哥白尼,行星的运动的认识：,日太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运,10,“地心说”占领统治地位的时间较长，原因是由于它比较符合人们的日常经验，如：太阳从东边升起，从西边落下。同时它也符合当时在政治上占统治地位的宗教神学观点。,为什么“地心说”能占领较长的统治时间？,“地心说”占领统治地位的时间较长，原因是由于它比较符,11,“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，就是说“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实。例如：若地球不运动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的，那么每天的情况就应是相同，事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同，而“日心说”则能说明这种情况；白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。,真理最终战胜了谬误：,“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”,12,“日心说”也并不是绝对正确的：,“日心说”也并不是绝对正确的，因为,太阳只是太阳系的一个中心天体，而太,阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太,阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动,的。“日心说”，只是比“地心说”更准确,一些罢了。,“日心说”也并不是绝对正确的：“日心说”也并不是,13,二、开普勒三定律,(一)、建立过程,二、开普勒三定律(一)、建立过程,14,古人认为天体运动形式：,古人把天体的运动看得十分神圣，他们认为天体运动不同于地面物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动。,古人认为天体运动形式：古人把天体的运动看得十分神圣，,15,开普勒的导师是丹麦伟大的天文学家第谷，他对天体运动的看法与其他古人一样，也认为天体在做匀速圆周运动。,开普勒的导师是丹麦伟大的天文学家第谷，他对天,16,开普勒开始受世俗及导师的影响，也认为天体在做匀速圆周运动。,开普勒开始受世俗及导师的影响，也认为天体在做,17,开普勒提出行星,三大运动定律,开普勒提出行星三大运动定律,18,二、开普勒三定律,二、开普勒三定律,19,做,一,做,用图钉和细绳画椭圆,半短轴b,焦距c,做用图钉和细绳画椭圆半短轴b焦距c,20,开普勒,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,开普勒行星运动定律,开普勒开普勒第一定律轨道定律：开普勒行星运动定律,21,开普勒,开普勒第二定律,面积,定律：,对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积,开普勒行星运动定律,离太阳近时速度快,离太阳远时速度慢,开普勒开普勒第二定律面积定律：开普勒行星运动定律离太阳近时,22,开普勒,开普勒第三定律,周期,定律：,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,开普勒行星运动定律,开普勒开普勒第三定律周期定律：开普勒行星运动定律,23,行星的运动讲解ppt课件,24,一、“地心说”与“日心说”,地球是中心太阳是中心宇宙无限,（科学精神推动了认识发展）,二、行星运动定律,开普勒三定律,1、轨道定律:-椭圆,2、面积定律:-,V,近,远,3、周期定律:-,R,3,/T,2,=k,小结,（K是一个只与,中心天体,质量有关的物理量）,一、“地心说”与“日心说”地球是中心太阳是中心宇宙无限,25,高中阶段对行星运动的近似化研究：,虽然，行星的运动是椭圆轨道，运动速度大小不断的变化，但实际上，多数大行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中能够按圆处理，所以,多数大行星绕太阳运动的,轨道十分接近圆,，太阳处在圆心。,对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（线速度）大小不变，即,行星做匀速圆周运动,。,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。,总体来说，就是把,行星的运动看作为匀速圆周运动处理，对应的半长轴即为圆的半径,。,高中阶段对行星运动的近似化研究：虽然，行星的运动是椭圆轨道，,26,(三),、行星运动定律建立过程中所蕴含的科学精神和科学方法：,材料,：,“第谷20年一直观测火星，在他以前测量天体位置的误差大约是10，第谷把这个不确定性减小到2。为哥白尼的学说提供了关健性支持。”“开普,勒,七十余次尝试所得的结果都与第谷的观测数据有至少8的角度偏差”，“对第谷的数据的精确性深信不疑,这不容忽视的8也许正是因为行星并非做完美的匀速圆周运动”。,“第谷与开普,勒的美妙组合。”,“布鲁诺由于坚持日心说被教庭活活烧死在鲜花广场。”,(三)、行星运动定律建立过程中所蕴含的科学精神和科学方法：材,27,、在古代,人们对天体的运动存在着,“地心说”和“日心说”两种对立的看法,“地心说”认为_是宇宙的中心,是静止不动的;“日心说”认为_是静止不动的;这两种认识都是_(正确或错误)的,地球,太阳,错误,练习:,、在古代,人们对天体的运动存在着“地心说”和“日心说”,28,2、下列说法正确的有,(),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、日心说的说法是正确的,A B,A B,29,3、关于,行星的运动,下列说法正确的是,(),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,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,BD,3、关于行星的运动,下列说法正确的是 BD,30,4、有两个行星，它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕太阳运转的周期之比为,。,5、有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为,。,4、有两个行星，它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：2，则它们,31,6、宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是,（）,A、3年 B、9年 C、27年 D、81年,C,7、木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转动的周期的12倍，则木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地球绕太阳运行轨道半长轴的,倍.,5,6、宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球,32,8、两个行星的质量分别是m,1,、m,2,，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R,1,和R,2,，则它们的公转周期之比为多少？,设轨道接近于圆周，两者的运动线速度、角速度、向心加速度之比为多少？,8、两个行星的质量分别是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长,33,第六章 万有引力与航天,6.2 太阳与行星间的引力,第六章 万有引力与航天6.2 太阳与行星间的引力,34,复 习,开普勒行星运动定律,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。,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,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。,即,k值与中心天体有关，而与环绕天体无关,复 习开普勒行星运动定律k值与中心天体有关，而与环绕天体,35,什么力来维持行星绕太阳的运动呢？,什么力来维持行星绕太阳的运动呢？,36,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：,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。,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,37,一、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,追寻牛顿的足迹,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,38,2、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,代入,追寻牛顿的足迹,有,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,39,3、根据开普勒第三定律,即,所以,代入得,追寻牛顿的足迹,3、根据开普勒第三定律即所以代入得追寻牛顿的足迹,40,4、太阳对行星的引力,即,追寻牛顿的足迹,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,。,4、太阳对行星的引力 即追寻牛顿的足迹 太阳对不同,41,二、行星对太阳的引力,根据牛顿第三定律，行星对太阳引力F,应满足,追寻牛顿的足迹,2,r,M,F,F,F,行星,太阳,二、行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳,42,三、太阳与行星间的引力,概括起来有,G比例系数，与太阳、行星的质量无关,则太阳与行星间的引力大小为,方向：沿着太阳和行星的连线,追寻牛顿的足迹,三、太阳与行星间的引力概括起来有G比例系数，与太阳、行星的质,43,说一说,如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？,说一说 如果要验证太阳与行星间的引力规律是否,44,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,（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,2,r,M,F,小 结 1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行,45,行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他地方是否适用这个规律呢？,行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他地方是否,46,