6.1行星的运动

第第六六章章 万有引力与航天万有引力与航天第第1 1节节 行星的运动行星的运动 阅读课本阅读课本P34，参考，参考34-35的的资料，自学或合作完成下列问题资料，自学或合作完成下列问题 地心说的代表人物是谁？基本观点地心说的代表人物是谁？基本观点是什么？是什么？日心说的代表人物是谁？基本观点日心说的代表人物是谁？基本观点是什么？是什么？一、历史上的地心说和日心说一、历史上的地心说和日心说地心说地心说日心说日心说代表人物代表人物基本论点基本论点缺点缺点托勒密托勒密哥白尼哥白尼地球是宇宙地球是宇宙的中心，是的中心，是静止不动的静止不动的宇宙的中心是宇宙的中心是太阳太阳描述天体的描述天体的运动遇到了运动遇到了困难困难太阳不是宇宙的太阳不是宇宙的中心，行星绕太中心，行星绕太阳的运动轨道不阳的运动轨道不是圆是圆1616世纪，波世纪，波兰天文学家兰天文学家哥白尼根据哥白尼根据天文观测的天文观测的大量资料经大量资料经过过4040多年的多年的天文观测和天文观测和潜心研究，潜心研究，提出提出“日心日心体系体系”宇宙宇宙图景图景 哥白尼哥白尼的的天体天体运行论运行论及其使用及其使用过的观测、过的观测、计算仪器计算仪器复制品复制品这是哥白这是哥白尼根据观尼根据观测绘制的测绘制的月球表面月球表面哥白哥白尼的尼的日心日心说说哥白哥白尼的尼的铜像铜像伽利略伽利略在讲解在讲解他的观他的观测发现测发现伽利略伽利略的实验的实验仪器和仪器和实验记实验记录笔记录笔记伽利略伽利略的纪念的纪念碑碑第谷（15461601）丹麦天文学家开普勒第一定律：开普勒第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，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。太阳处在椭圆的一个焦点上。焦点焦点太阳太阳焦点焦点开普勒第二定律：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。线在相等的时间内扫过相等的面积。远处速远处速度慢度慢近处速近处速度快度快开普勒第三定律开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴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的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。方的比值都相等。表达式：表达式：a a3 3T T2 2=k=k短轴短轴长轴长轴注意：注意：（1）开普勒定律不仅适用于行星，也）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星适用于卫星，只不过此时只不过此时比值比值 k 是是由行星质量所决定的由行星质量所决定的另一另一恒量恒量（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做为行星是做匀速圆周运动匀速圆周运动（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的的 实际上行星绕太阳的运动很接近圆，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问题，那么开普勒三定律的形式又如何？如何？1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；近圆，太阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周、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，运动的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；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、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。公转周期的二次方的比值都相等。课堂训练课堂训练 1 1、哈雷彗星最近出现的时间是、哈雷彗星最近出现的时间是19861986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？球是哪一年？提供数据：提供数据：（1 1）地球公转接近圆，）地球公转接近圆，彗星的运动轨道彗星的运动轨道则则是一个非常扁的椭圆；是一个非常扁的椭圆；（2 2）彗星轨道的半长轴）彗星轨道的半长轴R R1 1约等于地球公转约等于地球公转半径半径R R2 2的的1818倍。倍。课堂训练课堂训练 2 2、神舟六号沿半径为、神舟六号沿半径为R R的圆周绕的圆周绕地球运动，其周期为地球运动，其周期为T T，如果飞船要返回地，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点面，可在轨道上的某一点A A处，将速率降低处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B B点相切，如图所示，如果点相切，如图所示，如果地球半径为地球半径为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。R R0AB