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1、万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律第三章第三章 万有引力定律万有引力定律仰望星空仰望星空 我仰望星空， 我仰望星空 它是那样寥廓而深邃； 它是那样自由而宁静；那无穷的真理， 那博大的胸怀，让我苦苦地求索、追随。 让我的心灵栖息、依偎。 我仰望星空， 我仰望星空，它是那样庄严而圣洁； 它是那样壮丽而光辉；那凛然的正义， 那永恒的炽热，让我充满热爱、 让我心中燃起希望的烈感到敬畏。 焰、响起春雷。 。 温家宝万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律太阳耀斑万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律黑洞万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律天狼星万有引力定律万有
2、引力定律万有引力定律万有引力定律仙女座星系 3.1 天体运动万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律 托托 勒勒 密密1地地心心说说 地球是世界的中心地球是世界的中心, ,并且静止不并且静止不动动, ,一切行星围绕地球做匀速圆周运一切行星围绕地球做匀速圆周运动动 2日日心心说说 太阳是世界的中心太阳是世界的中心, ,并且静止不并且静止不动动, ,一切行星都围绕太阳做圆周一切行星都围绕太阳做圆周运动运动。哥白尼哥白尼（1 1）太阳是不动的，而且在宇宙中心，水星、金星、火）太阳是不动的，而且在宇宙中心，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星、木星、土星和地球一样
3、，都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转着太阳公转。（2 2）月球是地球的卫星，）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。地球绕太阳公转。（4 4）与日地距离相比，其他）与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多日地间的距离大得多日心说的观点日心说的观点（3 3）地球每天自转一周，天）地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。星辰每天东升西落的现象。万有引力定律
4、万有引力定律万有引力定律万有引力定律日心说在证明地球是围绕太阳转的同时，也有日心说在证明地球是围绕太阳转的同时，也有错误：错误：1.太阳并非宇宙中心，而是太阳系的中心。2.沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。实际上行星轨道是椭圆，运动也不是匀速的。 万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律 丹麦伟大的天文学家第谷连续丹麦伟大的天文学家第谷连续2020年对行星的位置进行年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。观测并记录了精确的数据。万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律假设火星的轨道是圆形假设火星的轨道是圆形假设法假设法第谷观测的火星位置的实际值第谷观测的火星位置
5、的实际值+精确计算和推理精确计算和推理得出火星位置的理论值得出火星位置的理论值偏差较大偏差较大假设不成立假设不成立万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律假设火星的轨道是椭圆假设火星的轨道是椭圆再一次运用假设法再一次运用假设法第谷观测的火星位置的实际值第谷观测的火星位置的实际值+精确计算和推理精确计算和推理得出火星位置的理论值得出火星位置的理论值几乎密合几乎密合假设成立假设成立万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律开普勒开普勒开开普普勒勒第第一一定定律律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是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椭圆，太阳处在所有椭圆的
6、一个焦点上万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律将一条绳的两端固定在两个定点将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。这两个定画出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，既为一定值，既 常数。常数。O O点为对称中心点点为对称中心点, , 称为半长轴；称为半长轴； 称为半称为半短轴；短轴；PF1+PF2=OM=ON=aOR=OS=b万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律开普勒开普勒开开普普勒勒第第二二定定律律
7、 对于每一个行星而言，太阳和行星的对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积连线在相等的时间内扫过相等的面积万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律S SABAB=S=SCDCD=S=SEKEKM MN NM MN N试比较近日点和远日点地球的速度大小试比较近日点和远日点地球的速度大小, ,并求并求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？出近日点和远日点地球的速度大小的比值？R1R2万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律年份年份年份年份春分春分春分春分夏至夏至夏至夏至秋分秋分秋分秋分冬至冬至冬至冬至200420043/203/206/216/219/239
8、/2312/212/21 1200520053/203/206/216/219/239/2312/212/21 1200620063/213/216/216/219/239/2312/212/21 1秋冬两季比春夏两季时间短秋冬两季比春夏两季时间短春春92天天夏夏94天天秋秋89天天冬冬90天天 思考思考思考思考1111太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律开普勒开普勒开开普普勒勒第第三三定定律律所有行星的轨道的半长轴的三次方所有行星的轨道的半长轴的
9、三次方跟公转周期的二次方的比值（跟公转周期的二次方的比值（k）都相等都相等1.425710-141.31410-14开普勒第三大定律开普勒第三大定律太太阳阳地地球球万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心1.1.所有的行星围绕太阳运动所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个所有椭圆的一个焦点焦点上上2. 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3 3. .所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟
10、公转周期的二次的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动3.3.所有行星的轨道的半长轴所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等方的比值都相等 即即R R/T/T =k=k万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律 哈雷彗星最近出现的时间是哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？近地球是哪一年？提供数据：彗星轨
11、道的半长轴提供数据：彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径约等于地球公转半径R2的的18倍倍答：答：76年后的年后的2062年年万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律例例. .有两个人造地球卫星，有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半它们绕地球运转的轨道半径之比是径之比是1 1：2 2，则它们绕，则它们绕地球运转的周期之比为地球运转的周期之比为 。万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律例、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ） A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。 B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。 C、离太阳越近的行星运动周期越长。 D、所有行
12、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。D万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律地心说遇到的困难：地心说遇到的困难：1.1.北半球冬季的中午较之夏季的中午，太阳北半球冬季的中午较之夏季的中午，太阳看起来要大一些（因而近一些）。看起来要大一些（因而近一些）。2.2.火星逆行。火星逆行。3.3.太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。火星逆行火星逆行万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律年年 份份春春 分分夏夏 至至秋秋 分分冬冬 至至2008 3月20日6月21日9月22日 12月22日2009 3月20日6月21日9月23日 12月22日2010 3月21日6月21日9月23日 12月22日表一：各年四节气具体日期统计表分析数据，你得到了什么？春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天 四季的时间是不相等的 地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律 仔细观察地球绕太阳转动模型图，你得了到什么？快慢：近日点运行快 远日点运行慢
