6.1行星的運動

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1、第第六六章章 萬有引力與航天萬有引力與航天第第1 1節節 行星的運動行星的運動 閱讀課本閱讀課本P34，參考，參考34-35的的資料，自學或合作完成下列問題資料，自學或合作完成下列問題 地心說的代表人物是誰？基本觀點地心說的代表人物是誰？基本觀點是什么？是什么？日心說的代表人物是誰？基本觀點日心說的代表人物是誰？基本觀點是什么？是什么？一、歷史上的地心說和日心說一、歷史上的地心說和日心說地心說地心說日心說日心說代表人物代表人物基本論點基本論點缺點缺點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，是靜止不動的靜止不動的宇宙的中心是宇宙的中心是太陽太陽描述天體的描述天體的運動遇到了

2、運動遇到了困難困難太陽不是宇宙的太陽不是宇宙的中心，行星繞太中心，行星繞太陽的運動軌道不陽的運動軌道不是圓是圓1616世紀，波世紀，波蘭天文學家蘭天文學家哥白尼根據哥白尼根據天文觀測的天文觀測的大量資料經大量資料經過過4040多年的多年的天文觀測和天文觀測和潛心研究，潛心研究，提出提出“日心日心體系體系”宇宙宇宙圖景圖景 哥白尼哥白尼的的天體天體運行論運行論及其使用及其使用過的觀測、過的觀測、計算儀器計算儀器復制品復制品這是哥白這是哥白尼根據觀尼根據觀測繪制的測繪制的月球表面月球表面哥白哥白尼的尼的日心日心說說哥白哥白尼的尼的銅像銅像伽利略伽利略在講解在講解他的觀他的觀測發現測發現伽利略伽利略

3、的實驗的實驗儀器和儀器和實驗記實驗記錄筆記錄筆記伽利略伽利略的紀念的紀念碑碑第谷（15461601）丹麥天文學家開普勒第一定律：開普勒第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。太陽處在橢圓的一個焦點上。焦點焦點太陽太陽焦點焦點開普勒第二定律：開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積。線在相等的時間內掃過相等的面積。遠處速遠處速度慢度慢近處速近處速度快度快開普勒第三定律開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次的三次方跟

4、它的公轉周期的二次方的比值都相等。方的比值都相等。表達式：表達式：a a3 3T T2 2=k=k短軸短軸長軸長軸注意：注意：（1）開普勒定律不僅適用于行星，也）開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛星適用于衛星，只不過此時只不過此時比值比值 k 是是由行星質量所決定的由行星質量所決定的另一另一恒量恒量（2）行星的軌道都跟圓近似，因此計算時可以認）行星的軌道都跟圓近似，因此計算時可以認為行星是做為行星是做勻速圓周運動勻速圓周運動（3）開普勒定律是總結行星運動的觀察結果而總）開普勒定律是總結行星運動的觀察結果而總結歸納出來的規律，它們結歸納出來的規律，它們每一條都是經驗定律每一條都是經驗定律，都是

5、從觀察行星運動所取得的資料中總結出來都是從觀察行星運動所取得的資料中總結出來的的 實際上行星繞太陽的運動很接近圓，實際上行星繞太陽的運動很接近圓，在中學階段，可近似看成圓來處理在中學階段，可近似看成圓來處理問題，那么開普勒三定律的形式又問題，那么開普勒三定律的形式又如何？如何？1、多數行星繞太陽運動的軌道十分接、多數行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓周、對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，運動的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運動；即行星做勻速圓周運動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的、所

6、有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。公轉周期的二次方的比值都相等。課堂訓練課堂訓練 1 1、哈雷彗星最近出現的時間是、哈雷彗星最近出現的時間是19861986年，天文學家哈雷預言，這顆彗星將每年，天文學家哈雷預言，這顆彗星將每隔一定時間就會出現，請預算下一次飛近地隔一定時間就會出現，請預算下一次飛近地球是哪一年？球是哪一年？提供數據：提供數據：（1 1）地球公轉接近圓，）地球公轉接近圓，彗星的運動軌道彗星的運動軌道則則是一個非常扁的橢圓；是一個非常扁的橢圓；（2 2）彗星軌道的半長軸）彗星軌道的半長軸R R1 1約等于地球公轉約等于地球公轉半徑半徑R R2 2的的1818倍。倍。課堂訓練課堂訓練 2 2、神舟六號沿半徑為、神舟六號沿半徑為R R的圓周繞的圓周繞地球運動，其周期為地球運動，其周期為T T，如果飛船要返回地，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點面，可在軌道上的某一點A A處，將速率降低處，將速率降低到適當數值，從而使飛船沿著以地心為焦點到適當數值，從而使飛船沿著以地心為焦點的特殊橢圓軌道運動，橢圓和地球表面在的特殊橢圓軌道運動，橢圓和地球表面在B B點相切，如圖所示，如果點相切，如圖所示，如果地球半徑為地球半徑為r r，求飛船由，求飛船由A A點到點到B B點所需的時間。點所需的時間。R R0AB