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1、6.1 6.1 行星的运动行星的运动阅读&思考阅读提纲：1.1.古代人们对天体运动存在哪些观点？古代人们对天体运动存在哪些观点？2.2.什么是什么是“地心说地心说”，什么是，什么是“日心说日心说”？3.3.两种学说争论的结果是什么？两种学说争论的结果是什么？1 1、地心说、地心说代表人物代表人物：托勒密托勒密观点观点： 地球是宇宙的中地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地月亮以及其他行星都绕地球运动。球运动。科学的足迹科学的足迹哥白尼：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球拦住了太阳，推动了地球观点观点：太阳是静止不动的，地球和其他行太阳是静止不动的，地球
2、和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。星都在绕太阳做匀速圆周运动。2 2、日心说、日心说科学的足迹科学的足迹3 3、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善(1)天才观察者天才观察者：(2) 第谷第谷布拉赫布拉赫科学的足迹科学的足迹 把天体位置测量的误差由把天体位置测量的误差由10/ 减少到减少到2/第 谷（丹麦）(2) (2) 开普勒：开普勒： 真理超出希望真理超出希望3 3、日心说的进一步完善、日心说的进一步完善科学的足迹科学的足迹开普勒行星运动三定律开普勒行星运动三定律第第 谷（丹麦）谷（丹麦）开普勒（德国）开普勒（德国）四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算四年多的刻苦计算 二十
3、年的精心观测二十年的精心观测二十年的精心观测二十年的精心观测 8 8 8 8分的误差分的误差分的误差分的误差 否定否定19 种假设种假设行星轨道为椭圆行星轨道为椭圆若是匀速圆若是匀速圆若是匀速圆若是匀速圆周运动周运动周运动周运动开普勒开普勒几几何何定定律律 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一个焦点上开普勒第一定律开普勒第一定律开普勒行星运动的三大定律开普勒行星运动的三大定律开普勒第一定律：开普勒第一定律：（椭圆轨道定律）（椭圆轨道定律） 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，
4、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；6.1 6.1 行星的运动行星的运动开普勒开普勒面面积积定定律律 对于任意一个行星而言，它和太阳的对于任意一个行星而言，它和太阳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开普勒第二定律开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在
5、相等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的时间内扫过相等的面积（面积定律）（面积定律）离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢 探究探究1 1 行星运动绕太阳运动的轨道是行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？什么形状？地球地球圆？圆？年份年份春分春分夏至夏至秋分秋分冬至冬至200420043/203/206/216/219/239/2312/2112/21200520053/203/206/216/219/239/2312/2112/21200620063/213/216/216/219/239/2312/2112/21秋冬两季比春夏两季时间
6、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 假设地球绕太阳的运动是一个椭假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动圆运动, ,太阳在焦点上太阳在焦点上, ,根据曲线运动根据曲线运动的特点，得在秋分到冬至再到春分的的特点，得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。短，所以秋冬两季比春夏两季要短。开普勒开普勒周周期期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三次方跟公转周期的二次方的比值都相等跟公转周期的二次方的比值都相等开普勒第三定律开普勒第三定律开普勒第三定律：开普勒第三定
7、律：表达式：表达式：a a3 3T T2 2= k= k半长轴半长轴行星绕太阳公转的行星绕太阳公转的周期周期探究探究2 2：行星行星半长轴半长轴(x10(x106 6km)km)公转周期公转周期( (天天) )K K值值水星水星575787.9787.973.361018金星金星1081082252253.351018地球地球1491493653653.311018火星火星2282286876873.361018木星木星77877843334333土星土星142614261075910759天王星天王星286928693068630686海王星海王星449544956018860188同步卫星
8、同步卫星0.04240.04241 1月球月球0.38440.384427.32227.322结结 论论 k k值值与与中中心心天天体体有有关关，而与环绕天体无关而与环绕天体无关 实际上行星绕太阳的运动实际上行星绕太阳的运动很接近圆，在中学阶段，可近很接近圆，在中学阶段，可近似看成圆来处理问题，那么开似看成圆来处理问题，那么开普勒三定律的形式又如何？普勒三定律的形式又如何？1 1、多数行星绕太阳运动的轨道十分、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；接近圆，太阳处在圆心；2 2、对某一行星来说，它绕太阳做圆、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）周运动的角速度（或
9、线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；不变，即行星做匀速圆周运动；3 3、所有行星轨道半径的三次方跟它、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。的公转周期的二次方的比值都相等。 课堂训练课堂训练 1 1下列说法正确的是下列说法正确的是( )( ) A A地地球球是是宇宇宙宙的的中中心心，太太阳阳、月月亮亮及及其其他他行行星星都都绕绕地地球运动球运动 B.B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C.C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 D D“地地心心说说”和和哥哥白白尼尼提提
10、出出的的“日日心心说说”现现在在看看来来都都是不正确的是不正确的 1 1、神舟六号沿半径为神舟六号沿半径为r r的圆周绕地球运动的圆周绕地球运动，其，其周期为周期为T T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点一点A A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿处，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，椭圆和地着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在球表面在B B点相切，如图所示，如果地球半径为点相切，如图所示，如果地球半径为R R，求飞船由，求飞船由A A点到点到B B点所需的时间。点所需的时间。课堂训练课堂训练RrRrAB
