61行星的运动

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,*,行星的运动,远远的街灯明了，好像闪着无数的明星。,天上的明星现了，好像点着无数的街灯。,我想那缥渺的空中，定然有美丽的街市。,古人对地球的认识,古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出“天圆地方”之类的想法。,天圆地方,东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。,在古代，人们对于天体的运动先后经历了,地心说,和,日心说,两种对立的学说。,地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。,地心说,的建立与发展,基本观点：,1.,地球是球体。,2.,地球是静止不动的，而且处于宇宙的中心,从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球,恒星天。最外面，是推动天体运动的原动天。,3.,所有日月星辰都围绕地球匀速转动。,托勒密对,地心说的改进,1.,偏心运动。,2.,本轮与均轮的概念。,3.,偏心等距点。,地心说遇到的困难,1.,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）。,2.,火星逆行。,3.,太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,火星逆行,日心说,的建立与发展,在公元前,300,多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在,1543,年发表的,天体运行论,中提出的。,基本观点：,（,1,）,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着太阳公转。,（,2,）,月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，并随地球绕太阳公转。,（,3,）,地球每天自转一周，天穹实际上不转动，只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。,丹麦伟大的天文学家第谷连续,20,年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。,德国天文学家开普勒（,1571-1630,）在最初研究他的导师家第谷（,1546-1601,）所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据,至少有,8,分的角度误差,。当时公认的第谷的观测误差不超过,2,分，开普勒想，这不容忽视的,8,分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此，人们长期以来视为真理的观念,天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过,四年多,的刻苦计算先后否定了,19,种设想，最后终于发现了天体运行的规律开普勒三大定律。,开普勒行星运动的三大定律,开普勒第一定律：（椭圆轨道定律）,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,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。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，既 常数。,O,点为对称中心点,称为半长轴；称为半短轴；,认识椭圆,M,N,开普勒第二定律：（面积定律）,对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间里扫过的面积相等。,S,AB,=S,CD,=S,EK,开普勒行星运动的三大定律,M,N,试比较近日点和远日点地球的速度大小？,试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？,R,1,R,2,开普勒第三定律：（周期定律）,所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。,R,3,/T,2,=K,R,开普勒行星运动的三大定律,1.425710,-14,1.31410,-14,开普勒第三大定律,太阳,地球,开普勒第三定律：（周期定律）,所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。,R,3,/T,2,=K,R,开普勒行星运动的三大定律,K,是一个常量，它与行星无关，与中心天体有关。,日心说成功地解决了地心说遇到的困难,地心说遇到的困难,1.,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）。,2.,火星逆行。,3.,太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,年份,春分,夏至,秋分,冬至,2004,3/20,6/21,9/23,12/21,2005,3/20,6/21,9/23,12/21,2006,3/21,6/21,9/23,12/21,秋冬两季比春夏两季时间短,春,92,天,夏,94,天,秋,89,天,冬,90,天,探究,1,太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，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短，所以秋冬两季比春夏两季要短。,春,92,天,夏,94,天,秋,89,天,冬,90,天,活动,2,观察八大行星图思考,2,、金星与地球都在绕太阳运转,那么金星上的一天肯定比,24,小时短吗,?,1,、海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？,活动,3,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问题，那么开普勒三定律的形式又如何？,规律：,1,、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；,2,、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，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公转周期的二次方的比值都相等。,哈雷彗星最近出现的时间是,1986,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球是哪一年？,提供数据：,（,1,）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆；,（,2,）彗星轨道的半长轴,R,1,约等于地球公转半径,R,2,的,18,倍。,