第六章 万有引力与航天,第一节 行星的运动,历史上，人们对天体的运动有过哪些不同的认识？你能说出有哪些代表人物吗？,对天体运动规律的认识历程,“日心说”与“地心说”的争论,“地心说”的宇宙模型,地心说,地球是宇宙的中心， 是静止不动的，太阳 月亮等各星体都围绕 地球做简单的完美的 圆周运动。,代表人物：古希腊的托勒密,托 勒 密,地心说,日心说,太阳是宇宙的中心， 且太阳是静止不动 的，地球和其它行 星都绕太阳做简单 而完美的圆周运动。,代表人物： 波兰科学家哥白尼,哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473-1543），波兰天文学家、日心说创立者，近代天文学的奠基人。,日心说,“日心说”与“地心说”争论的焦点是什么？,“日心说”与“地心说”的争论,开普勒(JohannesKepler,1571-1630) 德国天文学家,开普勒三大定律,第谷 （1546-1601） 丹麦天文学家,观察天才,数学天才,开普勒第一定律（轨道定律）,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.,【问题】：第一定律说明了行星运动轨 迹的形状，那不同的行星绕 大阳运行时椭圆轨道相同吗?,【牢记】：不同行星绕太阳运行的椭圆 轨道不一样，但这些轨道有 一个共同的焦点，即太阳所 处的位置。,开普勒第二定律（面积定律）,对任意一个行星来说，它与太阳的连线 在相等时间内扫过相等的面积,【问题】：行星沿着椭圆轨道运行， 太阳位于椭圆的一个焦 点上，则行星在远日点 的速率与在近日点的速 率谁大？,【牢记】：行星在近日点的速率大 于远日点的速率。,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 方跟公转周期的平方的比值都相等,若用a表示椭圆半长轴，T代表公 转周期，则开普勒第三定律告诉 我们：,十六年了!我终于走向光明，认识到得真理远远超出我的热切期望。大事告成，书已写出，可能当代就会有人读它，也可能要到后世才有人读它，甚至可能要等一个世纪才有读者，就像上帝等了六千年才有信奉者一样，这我就管不着了。,开普勒行星运动定律的建立过程,我曾测量天空，现在测量幽冥。灵魂飞向天国，肉体安息土中。,开普勒行星运动定律的建立过程,开普勒自撰的墓志铭,【问题】：公式中 的比例 系数k可能与谁有关？,【问题】：公式中 的比例 系数k可能与谁有关？,【牢记】：k与中心天体(太阳)有关,例1、我们假设地球绕太阳运动时的轨道 半长轴为为,，公转周期为,火星绕太阳运动的轨道半径为,公转周期为,那这些物理量之间,之间应该满足怎样的关系？,开普勒三大定律的近似处理,行星绕太阳运动轨道是圆，太阳处 在圆心上。,对某一行星来说，它绕太阳做圆周 运动的角速度（或线速度）不变， 即行星做匀速圆周运动。,所有行星的轨道半径的三次方跟它 的公转周期的平方的比值都相等。,1、开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运 动，同时它适用于所有的天体运动。 只不过对于不同的中心天体， 中的 k值不一样。,扩展及注意,如金星绕太阳的,太阳的,是一样的，因为它们的中心,与地球绕太阳的,的，因为它们的中心天体不一样。,与地球绕,天体一样，均是太阳。但月球绕地球,运动的,是不一样,2、开普勒定律是根据行星运动的现察结 果而总结归纳出来的规律它们每一 条都是经验定律，都是从行星运动所 取得的资料中总结出来的规律开普 勒定律只涉及运动学、几何学方面的 内容，不涉及力学原因。,3、开普勒关于行星运动的确切描述， 不仅使人们在解决行星的运动学 问题上有了依据，更澄清了人们 对天体运动神秘、模糊的认识， 同时也推动了对天体动力学问题 的研究,