第一節(jié)第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng)行星的運(yùn)動(dòng)城步縣第一民族中學(xué)制作者：楊吉群地球O.O第谷的天文學(xué)觀測第谷第谷（丹麥偉大的天文學(xué)家）我的一生都在進(jìn)行天體的觀測并我的一生都在進(jìn)行天體的觀測并連續(xù)連續(xù)20年對(duì)年對(duì)750顆左右星球進(jìn)行觀顆左右星球進(jìn)行觀測并有準(zhǔn)確的記錄測并有準(zhǔn)確的記錄前人測量天體的誤差大約在前人測量天體的誤差大約在10分的角度誤差，第谷將分的角度誤差，第谷將不準(zhǔn)確性降為不準(zhǔn)確性降為2分的角度誤差。分的角度誤差。從年輕我就立志成為宇宙從年輕我就立志成為宇宙的立法者，想要找出行星運(yùn)的立法者，想要找出行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)則性，就算再怎么困動(dòng)的規(guī)則性，就算再怎么困難，我也要達(dá)成我的目標(biāo)，難，我也要達(dá)成我的目標(biāo)，但是從哪里著手呢？只有自但是從哪里著手呢？只有自己想辦法了。己想辦法了。開開 普普 勒勒開普勒-天空立法者日心說日心說-圓軌道圓軌道第谷的觀測數(shù)據(jù)第谷的觀測數(shù)據(jù)8分角度誤差分角度誤差思考思考第 谷（丹麥）開普勒（德國）四年多的刻苦計(jì)算四年多的刻苦計(jì)算二十年的精心觀測二十年的精心觀測8分的誤差分的誤差 否定否定19 種假設(shè)種假設(shè)行星軌道為橢圓行星軌道為橢圓若是勻速圓若是勻速圓周運(yùn)動(dòng)周運(yùn)動(dòng)怎么回事怎么回事呢呢潛心研究潛心研究 所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開普勒第一定律開普勒第一定律（軌道定律）（軌道定律）在圓軌道中的表達(dá)：在圓軌道中的表達(dá)：行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近，太陽位于圓心。接近，太陽位于圓心。對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第二定律開普勒第二定律（面積定律）（面積定律）在圓軌道中的表達(dá)：在圓軌道中的表達(dá)：對(duì)于某行星來說，它繞太陽對(duì)于某行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，角速度（線速度大?。┎蛔?，即行星做圓做圓周運(yùn)動(dòng)，角速度（線速度大?。┎蛔?，即行星做圓周運(yùn)動(dòng)周運(yùn)動(dòng)3.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3610183.3710183.371018動(dòng)手算一算動(dòng)手算一算動(dòng)手計(jì)算后，你得到了什么？動(dòng)手計(jì)算后，你得到了什么？所有行星的半長軸的三次方與周期的平方的比值都所有行星的半長軸的三次方與周期的平方的比值都相等相等，K K值與環(huán)繞天體值與環(huán)繞天體無關(guān)無關(guān)，與中心天體，與中心天體有關(guān)有關(guān)開普勒第三定律開普勒第三定律（周期定律）（周期定律）所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期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的二次方的比值都相等kTa23aFF地球地球比值k是與行星無關(guān)而只與太陽有關(guān)的恒量 在圓軌道中的表達(dá)：在圓軌道中的表達(dá)：所有行星軌道半徑的三次方跟它公所有行星軌道半徑的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即：R3/T 2=k需要注意：需要注意：（1）開普勒定律不僅適用于）開普勒定律不僅適用于行星行星，也適用于，也適用于衛(wèi)星衛(wèi)星，只不過，只不過此時(shí)比值此時(shí)比值 k 是由行星質(zhì)量所決定的另一恒量是由行星質(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(shí)）行星的軌道都跟圓近似，因此計(jì)算時(shí)可以認(rèn)為行星是可以認(rèn)為行星是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)課堂小結(jié)課堂小結(jié)二、行星運(yùn)動(dòng)定律二、行星運(yùn)動(dòng)定律1、第一定律（軌道定律）、第一定律（軌道定律）2、第二定律（面積定律）、第二定律（面積定律）3、第三定律（周期定律）、第三定律（周期定律）R 3/T2=k（K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）認(rèn)識(shí)過程：認(rèn)識(shí)過程：地球是中心地球是中心太陽是中心太陽是中心宇宙無限宇宙無限（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展）（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展）一、地心說與日心說一、地心說與日心說應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1.關(guān)于地球和太陽，下列說法正確的是（關(guān)于地球和太陽，下列說法正確的是（）A.地球是繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的地球是繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的 B.太陽總是從東面升起，從西面落下，所以太太陽總是從東面升起，從西面落下，所以太 陽圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)陽圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn) C.由于地心說符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，所以地心說由于地心說符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，所以地心說 是絕對(duì)正確的是絕對(duì)正確的 D.地球是圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)地球是圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)A A2、關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的下列說法中正確的是（）A、所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)。B、行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽位于行星軌道的中心處。C、離太陽越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越長。D、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。D D3.銀河系中有兩顆行星繞一恒星運(yùn)行，從天文望遠(yuǎn)鏡中觀察銀河系中有兩顆行星繞一恒星運(yùn)行，從天文望遠(yuǎn)鏡中觀察到他們的公轉(zhuǎn)周期之比到他們的公轉(zhuǎn)周期之比8:1，則，則（1）他們的軌道半徑之比為（）他們的軌道半徑之比為（）A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:4（2）如何求兩行星的公轉(zhuǎn)速度之比？）如何求兩行星的公轉(zhuǎn)速度之比？（3）你能根據(jù)本題給出）你能根據(jù)本題給出 的條件求出兩行星的公轉(zhuǎn)向心的條件求出兩行星的公轉(zhuǎn)向心 加速度之比嗎？加速度之比嗎？（4）你能根據(jù)本題給出兩行星的公轉(zhuǎn)向心力之比嗎？）你能根據(jù)本題給出兩行星的公轉(zhuǎn)向心力之比嗎？六、布置作業(yè)六、布置作業(yè) 教材教材P36P36問題與練習(xí)問題與練習(xí)第第1 1、2 2、3 3、4 4題。題。20 結(jié)束語結(jié)束語