天體運(yùn)行規(guī)律

天體運(yùn)行規(guī)律第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六古人對地球的認(rèn)識

古人根據(jù)有限范圍內(nèi)的觀察（如日月星辰東升西落、遠(yuǎn)處天壤相接等），得出“天圓地方”之類的想法。天圓地方第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六東漢時期的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說，認(rèn)為天就像一個大雞蛋，地球就是其中的蛋黃。第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六從約公元前200年開始，在官方文件中已有關(guān)于行星的連年記載，還有流星雨、彗星、日食、太陽黑子以及異乎尋常的云、極光之類的記載，或?qū)坌堑母櫽^測的記錄．這些現(xiàn)象的觀測者都使用了制作精良的大型渾天儀和其他刻度儀器第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六一、地心說地球是宇宙的中心。地球是靜止不動的，太陽、月亮以及其它行星都繞地球運(yùn)動。統(tǒng)治很長時間的原因：①符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)；②符合宗教地球是宇宙的中心的說法。托勒密第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六“地心說”模型存在的問題（1）隨著人們對天體運(yùn)動的不斷研究發(fā)現(xiàn)，“地心說”所描述的天體的運(yùn)動不僅復(fù)雜而且問題很多.如果把地球從天體運(yùn)動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運(yùn)動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運(yùn)動，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動的描述也變得簡單了.（2）隨著世界航海事業(yè)的發(fā)展，人們希望借助星星的位置為船隊(duì)導(dǎo)航，因而對行星的運(yùn)動觀測越來越精確，科學(xué)家經(jīng)過長期觀測及記錄的大量的觀測數(shù)據(jù)，用托勒密的“地心說”模型很難得出完美的解答。（3）對行星的運(yùn)動很難得出完滿的解答，所描述的行星運(yùn)動也很復(fù)雜.

第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六二、日心說哥白尼在16世紀(jì)提出了日心說．日心說認(rèn)為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動．1543年哥白尼的《天體運(yùn)行論》出版，書中詳細(xì)描述了日心說理論.哥白尼第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六現(xiàn)在觀點(diǎn)

地心說、日心說的共同錯誤：兩者都把天體的運(yùn)動看得很神圣。認(rèn)為天體的運(yùn)動必然是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動天體的運(yùn)動與地面上的運(yùn)動所遵循的力學(xué)規(guī)律也應(yīng)不同這種神圣被開普勒的行星運(yùn)動學(xué)規(guī)律和牛頓的天體動力學(xué)規(guī)律給徹底的否定了——開普勒說：天體運(yùn)動軌道不是圓周

牛頓說：天體運(yùn)動和地面物體運(yùn)動一樣第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六三、開普勒三定律１．開普勒第一定律：所有的行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上．RFF地球第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六FF２．開普勒第二定律：對于每一個行星，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等．

離太陽近時速度快，離太陽遠(yuǎn)時速度慢．第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六３．開普勒第三定律：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．RFF地球比值k是與行星無關(guān)而只與太陽有關(guān)的恒量．第11頁，共12頁，2023年，2月20日，星期六

需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時比值k是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量．

（2）行星的軌道都跟圓近似，因此計(jì)算時可以認(rèn)為行星是做勻速圓周運(yùn)動．（3）開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動的