《行星的運動》公開課

太陽系主要成員——太陽和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星行星的運動一、天體的運動“地心說”和“日心說”的發(fā)展過程

在古代，人們對于天體的運動存在地心說和日心說兩種對立的看法。地心說托勒密于公元二世紀，提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學說，即“地心說”.地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮及其他的行星都繞地球運動．地心說直到16世紀才被哥白尼推翻.托勒密古人對天體運動的看法

地球是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運動日心說哥白尼在16世紀提出了日心說．日心說認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動．1543年哥白尼的《天體運行論》

出版，書中詳細描述了日心說理論.哥白尼古人對天體運動的看法太陽是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做圓周運動地心說和日心說地心說日心說代表人物基本論點

缺點托勒密哥白尼地球是宇宙的中心，是靜止不動的宇宙的中心是太陽描述天體的運動遇到了困難太陽不是宇宙的中心，行星繞太陽的運動軌道不是圓古人對天體運動的看法(1)丹麥天文學家第谷的探索:

在哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的位置進行了較仔細的測量，大大提高了測量的精確程度。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型.

其后，許多天文學家對天體運動進行不斷的探索、完善，建立了最初的天體運動理論。

二.天文學家對天體運動進一步的研究(2)德國物理學家開普勒的研究.

總結(jié)了他的導師第谷的全部觀測資料，后來他花了四年時間一遍一遍地進行數(shù)學計算，否定了幾十種假設(shè)，通過計算他發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律.■開普勒三定律

開普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛(wèi)太陽中心說、并在天文學方面有突破性成就的人物，被后世的科學史家稱為“天上的立法者”?！鲩_普勒第一定律（軌道定律）

所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上．短軸長軸焦點太陽焦點●■開普勒第二定律（面積定律）

對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積．行星軌道焦點太陽●FF

離太陽近時速度快，離太陽遠時速度慢．理解：開普勒第二定律

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積?！鲩_普勒第三定律（周期定律）

所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．k是一個與行星無關(guān)的常量R短軸長軸理解：開普勒第三定律

注意：比值k是一個與行星本身無關(guān)的物理

①行星繞太陽運動都符合：對于地球和木星，就有：kTRTR==2323木木地地②對于同一個行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運動規(guī)律：③月球、人造地球衛(wèi)星等不是繞太陽運動，它們和行星的運動比較，就有：1、多數(shù)行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大?。┎蛔儯葱行亲鰟蛩賵A周運動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

實際上行星繞太陽的運動很接近圓，在中學階段，可近似看成圓來處理問題，那么開普勒三定律的形式又如何？托勒密完善地心說開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動定律第谷測量了精確的數(shù)據(jù)哥白尼提出日心說小結(jié)1、開普勒第一定律（軌道定律）

所有行星繞太陽的運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。2、開普勒第二定律（面積定律）

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。3、開普勒第三定律（周期定律）

所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．

短軸長軸【例1】某行星沿橢圓軌道運行,遠日點離太陽的距離為a,近日點離太陽的距離為b,過遠日點時行星的速率為va,則過近日點時的速率為()C【例2】已知木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的

倍。

解析：木星和地球均為繞太陽運行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第三定律的應(yīng)用。5.24

【例3】哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年，天文學家哈雷預(yù)言，這顆彗星將每隔一定時間就會出現(xiàn)，請預(yù)算下一次飛近地球是哪一年？提供的數(shù)據(jù)：（1）地球公轉(zhuǎn)接近圓，彗星的運動軌道則是一個非常扁的橢圓；（2）彗星軌道的半長軸R1約等于地球公轉(zhuǎn)半徑R2的18倍。解:由開普勒定律得：因T2＝1年(以年為單位)所以T1≈76年【例4】“神舟八號”沿半徑為R的圓周繞地球運動，周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道上某一點A處，將速率降低到適當數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的特殊橢圓軌道運動，橢圓和地球表面在B點相切，如圖所示，地球半徑為R0，求飛船由A點到B點所需的時間。RR0AB解：飛船從A到B的時間剛好為半個周期，設(shè)飛船沿橢圓軌道運動的周期為T1,飛船橢圓軌道的半長軸為(R+R0)/2點撥：開普勒第三定律既適應(yīng)圓軌道也適應(yīng)橢圓軌道。作業(yè)：

1、學案練習題，