行星的运动(1)

万 有 引 力 和 航 天一 .行 星 的 运 动学 习 要 求 知 道 地 心 说 和 日 心 说 的 基 本 内 容 。 知 道 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 。 知 道 所 有 行 星 的 轨 道 的 半 长 轴 的 三 次 方 跟 它 的公 转 周 期 的 二 次 方 的 比 值 都 相 等 ， 且 这 个 比 值 与行 星 的 质 量 无 关 ， 但 与 太 阳 的 质 量 无 关 。 认 为 地 球 是 宇 宙 中 心 ， 任 何 星 球 都 围绕 地 球 旋 转 。 该 学 说 最 初 由 古 希 腊 学 者 欧 多克 斯 提 出 ， 后 经 亚 里 士 多 德 、 托 勒 密 进 一 步发 展 而 逐 渐 建 立 和 完 善 起 来 。 尽 管 它 把 地 球当 作 宇 宙 中 心 是 错 误 的 ， 然 而 它 的 历 史 功 绩不 应 抹 杀 。一 、 地 心 说地 心 说o 托 勒 密 于 公 元 二 世 纪 ，提 出 了 自 己 的 宇 宙 结 构学 说 ， 即 “ 地 心 说 ” .o 地 心 说 认 为 地 球 是 宇 宙的 中 心 ， 是 静 止 不 动 的 ，太 阳 、 月 亮 及 其 他 的 行星 都 绕 地 球 运 动 o 地 心 说 直 到 16世 纪 才 被哥 白 尼 推 翻 . 托 勒 密 （ 古 希 腊 ）（ 符 合 人 们 的 直 接 经 验 ）二 、 日 心 说 认 为 太 阳 是 宇 宙 的 中 心 ， 地球 和 其 他 行 星 都 绕 太 阳 转 动 。 日心 说 最 早 于 十 六 世 纪 ， 由 波 兰 天文 学 家 哥 白 尼 提 出 。 哥 白 尼 认 为 ， 地 球 不 是 宇 宙的 中 心 ， 而 是 一 颗 普 通 行 星 ， 太阳 才 是 宇 宙 的 中 心 ， 一 年 的 周 期是 地 球 每 年 绕 太 阳 公 转 一 周 的 反映 。 日 心 说o 哥 白 尼 在 16世 纪 提 出了 日 心 说 o 日 心 说 认 为 太 阳 是 静止 不 动 的 ， 地 球 和 其他 行 星 都 绕 太 阳 运动 o 1543 年 哥 白 尼 的 天体 运 行 论 出 版 ， 书中 详 细 描 述 了 日 心 说理 论 . 哥 白 尼 (波 兰 ） 丹 麦 天 文 学 家 ， 精 于观 测 。 1601年 ， 第 谷 临 终 前 ，把 自 己 毕 生 对 火 星 的 观测 资 料 全 部 留 给 了 开 普勒 ， 委 托 他 进 行 整 理 研究 。 1572年 ， 他 观 测 到 仙后 座 出 现 了 一 颗 过 去 从来 没 见 过 的 亮 星 。第 谷 （ 丹 麦 ）仙 后 座 的 新 星 爆 发开 普 勒 （ 德 国 ） 在 天 文 学 史 上 ， 开 普勒 享 有 “ 天 空 立 法 者 ”的 盛 誉 。 开 普 勒 观 念 的 基 础 是日 心 说 。 1609年 和 1619年 发 表了 行 星 运 动 的 三 个 定 律 。三 、 开 普 勒 三 定 律 开 普 勒 第 一 定 律 （ 轨 道 定 律 ） 所 有 行 星 分 别 在 大 小 不 同 的 椭 圆 轨 道 上 绕 太 阳运 动 ， 太 阳 是 在 这 些 椭 圆 的 其 中 一 个 焦 点 上 。行 星 轨 道焦 点太 阳 焦 点半 长 轴 abo图 钉 图 钉半短轴看 P29 3、 开 普 勒 三 定 律 开 普 勒 第 一 定 律 （ 轨 道 定 律 ） 所 有 行 星 分 别 在 大 小 不 同 的 椭 圆 轨 道 上 绕 太 阳运 动 ， 太 阳 是 在 这 些 椭 圆 的 其 中 一 个 焦 点 上 。行 星 轨 道 开 普 勒 第 二 定 律 （ 面 积 定 律 ） 对 任 意 一 个 行 星 来 说 ,太 阳 和 行 星 的 连 线 在 相等 的 时 间 内 扫 过 相 等 的 面 积 。 即 近 日 点 速 率 最 大 ，远 日 点 速 率 最 小 。 焦 点太 阳 开 普 勒 自 发 表 了 第 一 、 二定 律 后 ， 又 过 了 十 年 ， 经 过 更加 艰 苦 的 努 力 ， 在 数 字 的 海 洋里 提 炼 出 了 联 系 各 行 星 轨 道 的第 三 定 律 。 3、 开 普 勒 三 定 律 开 普 勒 第 一 定 律 （ 轨 道 定 律 ） 所 有 行 星 分 别 在 大 小 不 同 的 椭 圆 轨 道 上 绕 太 阳运 动 ， 太 阳 是 在 这 些 椭 圆 的 其 中 一 个 焦 点 上 。 开 普 勒 第 二 定 律 （ 面 积 定 律 ） 太 阳 和 行 星 的 连 线 在 相 等 的 时 间 内 扫 过 相 等 的面 积 。 即 近 日 点 速 率 最 大 ， 远 日 点 速 率 最 小 。 开 普 勒 第 三 定 律 （ 周 期 定 律 ） 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 方的 比 值 都 相 等 即 : a13： a23=T12： T22k的 大 小 与 行 星 无 关 ， 只 与 太 阳 有 关 。 或 : a3/T2=k 短轴 长 轴一 、 地 心 说 与 日 心 说地 球 是 中 心 太 阳 是 中 心 宇 宙 无 限（ 科 学 精 神 推 动 了 认 识 发 展 ）二 、 行 星 运 动 定 律1、 轨 道 定 律 ： 椭 圆2、 面 积 定 律3、 周 期 定 律 ： R 3/ T2 =k（ K是 一 个 只 与 中 心 天 体 质 量 有 关 的 物 理 量 ）小 结