物理-課件-天體運動

萬有引力與航天天體運動渾天說是我國古代的另一種重要宇宙理論，認為"渾天如雞子，天體圓如蛋丸，地如雞中黃"，天內充滿了水，天靠氣支撐著，地那么浮在水面上。天的大圓分為365.25度，渾天旋軸兩端分別稱為南極、北極，赤道垂直于天極，黃道斜交著天的大圓，黃赤道交角為24度。我國古代的天文學公元前，古人觀察到北極星常年不動，以及北斗七星等拱極星的回轉，便以為星空是圓的。就象一只倒扣的大鍋，覆蓋在大地上，而北極那么是這蓋天的頂，又認為地是方的，就象一圍棋盤，此即“天圓地方〞之說。東漢時的渾天儀行星運動的認識托勒密地心說

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行星運動的認識■地心說(GeocentricUniverse)由于這一學說沒有反映行星運動的本質，經不起長時間的觀測檢驗，后來為哥白尼“日心說〞所推翻。托勒密的“地心說〞天體模型之所以能夠流行千年，是有它的優(yōu)點和歷史原因的。它的主要特點是：1．繞著某一中心的勻角速運動，符合當時占主導思想的柏拉圖的假設，也適合于亞里士多德的物理學，易于被接受。

2．用幾種圓周軌道不同的組合預言了行星的運動位置，與實際相差很小，相比以前的體系有所改進，還能解釋行星的亮度變化。3．地球不動的說法，對當時人們的生活是令人撫慰的假設，也符合基督教信仰。日心說

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。哥白尼行星運動的認識■日心說(SolarcentricUniverse)由于哥白尼的學說觸犯了基督教的教義，遭到了教會的反對。他的著作更是被列為禁書。但真理是封鎖不住的，哥白尼的學說后來得到了許多科學家的繼承和開展。1882年，羅馬教皇不得不成認哥白尼的學說是正確的。這一光輝學說經過三個世紀的艱苦斗爭，終于獲得完全勝利并為社會所成認?！叭招恼f〞也并不是絕對正確的，因為太陽只是太陽系的一個中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動的。“日心說〞，只是比“地心說〞更準確一些罷了。

為真理而獻身的布魯諾(視頻)喬達諾·布魯諾(GiordanoBruno,1548-1600)1600年2月17日，在意大利羅馬的鮮花廣場上，宗教裁判所奉教皇克萊門特八世之命，向眾多虔誠的基督教徒宣布了布魯諾褻讀神圣宗教的“罪行〞，宣判了將布魯諾處以火刑的決定，熊熊烈火吞噬了一個杰出科學家的生命。第谷認為，要創(chuàng)立一個滿意的星體運行理論，必須精確掌握星體的運行位置。在他以前,人們測量天體位置的誤差大約是10′,第谷通過連續(xù)２０年對行星的觀察，把這個不確定性減小到2′。他編制的星體位置圖表，至今仍有使用價值。第谷被后人譽為“星學之王〞，并把天上的一顆恒星命名為“第谷星〞。第谷（丹麥）第谷星■“星學之王〞——第谷開普勒（德國）行星運動的認識第谷的眼睛與開普勒的頭腦四年多的刻苦計算↓二十年的精心觀測↓8′的偏差否認19種假設↓750多顆星的觀測記錄幾千個數據誤差僅為2′？行星軌道是橢圓的怎么回事……..進行了70屢次嘗試……第谷（丹麥）開普勒出身貧寒，4歲時患天花損壞了視力，一只手落下殘疾。他在用圓周運動模型對火星軌道的研究中，七十余次嘗試所得的結果都與第谷的觀測數據有至少8‘的角度偏差。開普勒對第谷數據的精確性深信不疑，猜測行星的運動并非勻速圓周運動。人們長期以來視為真理的觀念第一次受到了疑心。此后，他經過多年的嘗試性計算，終于發(fā)現并先后發(fā)表了行星運動的三大定律。開普勒■“天空立法者〞——開普勒開普勒行星運動定律開普勒第一定律

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開普勒行星運動定律開普勒第二定律

對于每一個行星而言，太陽和行星的聯線在相等的時間內掃過相等的面積開普勒行星運動定律開普勒第三定律

所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。開普勒行星運動定律的近似處理半長軸長為：1.498×108km半短軸長為：1.4958×108km1.001開普勒三大定律都是經驗定律?！纠?】以下說法正確的選項是〔〕A．太陽系中的八大行星有一個共同的軌道焦點B．行星的運動方向總是軌道的切線方向C．行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直D．日心說的說法是正確的【例2】如圖所示是行星m繞恒星M運動的情況示意圖，則下面的說法正確的是：A、速度最大的點是B點B、速度最小的點是C點C、m從A到B做減速運動D、m從B到A做減速運動MABmDC

從A到B過程的速度、加速度的大小變化？【例3】地球到太陽的距離為水星到太陽距離的2.6倍，那么地球和水星繞太陽運轉的線速度之比是多少？【例4】某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3，那么此衛(wèi)星運行的周期大約是( )A.1～4天 B.4～8天C.8～16天 D.16～20天【例5】某行星繞太陽沿橢圓軌道運行，它的近日點A到太陽的距離為r，遠日點B到太陽的距離為R.假設行星經過近日點時的速度為VA求：該行星經過遠日點時的速度VB的大小ABrROA1B1ABrRO

解：設行星在極短的時間△t內由A到A1，由B到B1?！?/p>

由開普勒第二定律可知：

△OAA1與△OBB1面積相等極限思想-----瞬時速度例、月球環(huán)繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，其運行周期約為27天.現應用開普勒定律計算：在赤道平面內離地多高時，人造地球衛(wèi)星可隨地球一起轉動，就象其停在天空一樣〔同步衛(wèi)星〕?！睷地=6.4×103km)

繞同一天體運動的不同天體,都循開普勒的周期定律解：設人造衛(wèi)星運動的半徑為R1，周期為T1〔此周期與地球自轉周期相同〕，月球的軌道的半徑為R2周期為T2同步衛(wèi)星離地面的高度為:∴∵一、“地心說〞與“日心說〞地球是中心→太陽是中心→宇宙無限〔科學精神推動了認識開展〕二、行星運動定律1、軌道定律:-------橢圓軌道2、面積定律:-------V近＞Ｖ遠3、周期定律:-------

小結StephenHawking(1942-)著名的科學家貝特郎·羅素曾經作過一次關于天文學方面的講演。他描述了地球如何繞著太陽運動，以及太陽又是如何繞著我們稱之為星系的巨大的恒星群的中心轉動。演講結束之時，一位坐在房間后排的矮個老婦人站起來說道：“你說的這些都是廢話。這個世界實際上是馱在一只大烏龜的背上的一塊平板。〞這位科學家很有教養(yǎng)地微笑著答道：“那么這只烏龜是站在什