高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切第第六六章章 万万有有引引力力与与航航天天高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切太太阳阳系系示示意意图图高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切托勒密托勒密 由于地球的自转，我由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心地球转动的。这就是地心说。说。1 1、地心说、地心说(Geocentric (Geocentric Universe)Universe)高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切托托 勒勒 密密地地心心说说 地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,一切行一切行星围绕地球做圆周运动星围绕地球做圆周运动高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切 随着天文观测不断进随着天文观测不断进步，步，“地心说地心说”暴露出许暴露出许多问题。逐渐被波兰天文多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼学家哥白尼(1473-1543)提出提出的的“日心说日心说”所取代。所取代。 波兰天文学家波兰天文学家哥白尼哥白尼经过经过近四十年近四十年的观测和计的观测和计算，于算，于1543年出版了年出版了“天天体运行论体运行论”正式提出正式提出“日日心说心说”。 2 2、日心说、日心说(Solarcentric Universe)(Solarcentric Universe)高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切日日心心说说 太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心, ,并且静止不动并且静止不动, ,一切行星一切行星都围绕太阳做圆周运动。都围绕太阳做圆周运动。哥白尼哥白尼高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切第谷的天文学观测第谷的天文学观测哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的工作是由丹麦的第谷（第谷（1546-1601）进行的。）进行的。仙后座的新星爆发仙后座的新星爆发高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切开普勒开普勒开开普普勒勒第第一一定定律律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上太阳处在所有椭圆的一个焦点上3 3、开普勒三定律、开普勒三定律高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切做一做做一做椭圆上某点到两个焦椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆点的距离之和与椭圆上另一点到两焦点的上另一点到两焦点的距离之和有什么关系距离之和有什么关系?高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切开普勒开普勒开开普普勒勒第第二二定定律律 对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积相等的时间内扫过相等的面积3 3、开普勒三定律、开普勒三定律高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律） 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。 开普勒自发表了第一、二开普勒自发表了第一、二定律后，又过了十年，经过更定律后，又过了十年，经过更加艰苦的努力，在数字的海洋加艰苦的努力，在数字的海洋里提炼出了联系各行星轨道的里提炼出了联系各行星轨道的第三定律。第三定律。 3 3、开普勒三定律、开普勒三定律高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切k水=3.361018K金=3.351018K地=3.311018K火=3.361018R3/T2=k开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律） 开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律打下了打下了打下了打下了坚实的基础坚实的基础坚实的基础坚实的基础高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律） 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的椭圆轨道的半长轴所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比的三次方与周期的平方成正比。即有即有: R13：R23=T12：T22注意注意: k: k的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太只与太阳有关。阳有关。 或或: R3/T2=k短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴3 3、开普勒三定律、开普勒三定律高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切1、海王星离太阳、海王星离太阳“最远最远”，绕太阳运动，绕太阳运动的公转周期最长，对吗？的公转周期最长，对吗？2、实际上，多数行星的轨道与圆十分接实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，那么近，那么开普勒三定律开普勒三定律又当如何表述呢？又当如何表述呢？观察八大行星图后请思考观察八大行星图后请思考:高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；圆，太阳处在圆心；2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）不变，即行星的角速度（或线速度大小）不变，即行星做匀速圆周运动；做匀速圆周运动；3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。转周期的二次方的比值都相等。简化模型后的开普勒三定律：开普勒三定律：高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切1 1、开普勒第一定律（、开普勒第一定律（轨道定律轨道定律） 所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。处在椭圆的一个焦点上。2 2、开普勒第二定律（、开普勒第二定律（面积定律面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。的时间内扫过相等的面积。3 3、开普勒第三定律（、开普勒第三定律（周期定律周期定律） 所有行星的椭圆轨道的所有行星的椭圆轨道的半长轴半长轴的三的三次方跟次方跟公转周期公转周期的平方的比值都相等的平方的比值都相等 k k 的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。只与太阳质量有关。短短短短轴轴轴轴长轴长轴长轴长轴小结小结高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切1、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ） A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。 B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。 C、离太阳越近的行星运动周期越长。、离太阳越近的行星运动周期越长。 D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。的二次方的比值都相等。D高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切2、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则则常数常数k的大小的大小( ) A . 只与恒星的质量有关只与恒星的质量有关 B. 与恒星的质量及行星的的质量有关与恒星的质量及行星的的质量有关 C. 只与行星的质量有关只与行星的质量有关 D. 与恒星的质量及行星的的速度有关与恒星的质量及行星的的速度有关 A高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切一、形似沙漏的五彩星云一、形似沙漏的五彩星云 这是一团距离地球这是一团距离地球3000光年的星云，学名为光年的星云，学名为Mz3。与其它星云有所不同的是：与其它星云有所不同的是：该星云看上去就像是一只该星云看上去就像是一只“沙漏沙漏”，中间窄，两头宽，中间窄，两头宽(平常发现的其它星云通平常发现的其它星云通常为圆形常为圆形)。星云两头不。星云两头不时冒出泡泡。这种现象令时冒出泡泡。这种现象令天文学家惊奇不已天文学家惊奇不已。 “最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片1高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切二、让无数人倾倒的二、让无数人倾倒的狮子座流星雨狮子座流星雨11月显身的狮子月显身的狮子座流星雨让无数人为座流星雨让无数人为之倾倒。这次流星雨之倾倒。这次流星雨多而密，天文迷借此多而密，天文迷借此机会许完了整个世际机会许完了整个世际的心愿。的心愿。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片2高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切三、绚烂、神秘的极光三、绚烂、神秘的极光由于太阳活动频繁，由于太阳活动频繁，美国北部几个州的居民美国北部几个州的居民难得地见到了平常只出难得地见到了平常只出现在南北极的美丽极光。现在南北极的美丽极光。极光绚烂、神秘，那些极光绚烂、神秘，那些希望远离人类喧嚣的天希望远离人类喧嚣的天文迷恨不得乘极光离开文迷恨不得乘极光离开地球。地球。 “最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片3高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切 四四 、 怒怒 气气 冲冲 冲冲 的的 太太 阳阳千千万万别别去去惹惹“太太阳阳公公公公”，他他烦烦着着呢呢。太太阳阳风风暴暴平平均均11年年爆爆发发一一次次，太太阳阳释释放放出出能能量量最最旺旺的的耀耀斑斑，太太阳阳风风暴暴图图片片的的确确很很美美，但但千千万万别别跑跑到到操操场场上上看看太太阳阳、找找耀耀斑斑，因因为为“太太阳阳公公公公”怒怒气气未未消消，他他灼灼热热的的“目目光光”会会让让你你的的眼眼睛睛很很受伤。受伤。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切五、饱经风霜的五、饱经风霜的“爱神爱神”小行小行星星既然被取名为既然被取名为“Eros”，“爱神爱神”小行星在人们的心中是小行星在人们的心中是一个漂亮、干净的形象。但一个漂亮、干净的形象。但登陆登陆“爱神爱神”的的Shoemaker号探号探测器发回的照片却告诉我们，测器发回的照片却告诉我们，情况并非如此。照片显示，情况并非如此。照片显示，行星表面布满了坑洞行星表面布满了坑洞这这些坑洞是由火山爆发以及小些坑洞是由火山爆发以及小行星相撞形成。行星相撞形成。 “最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切六、火星上的日出美景六、火星上的日出美景这可不是普通的日出这可不是普通的日出景色，而是火星上的日出景色，而是火星上的日出景色。天文艺术家利用电景色。天文艺术家利用电脑软件和有关数据创作了脑软件和有关数据创作了这幅图片，图中显示的是这幅图片，图中显示的是“火星大峡谷火星大峡谷”的的3D外形外形结构，有人认为结构，有人认为“火星大火星大峡谷峡谷”是由冰川或水流腐是由冰川或水流腐蚀形成。蚀形成。 “最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切七、并不那么明亮的慧七、并不那么明亮的慧星星今年九月，深空一今年九月，深空一号探测器成功接近这颗号探测器成功接近这颗叫做叫做“Borrelly”的彗星，的彗星，并拍得数十张彗核图片。并拍得数十张彗核图片。通过对照片的分析，天通过对照片的分析，天文学家们初步得出结论：文学家们初步得出结论：慧星比人类想象中要暗慧星比人类想象中要暗淡得多，可能是太阳系淡得多，可能是太阳系中最暗的星。中最暗的星。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切八、让人看了做恶梦的八、让人看了做恶梦的“鬼头星云鬼头星云”该图是哈勃望远镜拍摄的该图是哈勃望远镜拍摄的“鬼鬼头星云头星云”照片。照片。NGC 2080是是“鬼鬼头星云头星云”的学术名，它位于剑鱼座的学术名，它位于剑鱼座30星云南方的一条恒星诞生区。星云南方的一条恒星诞生区。“鬼头星云鬼头星云”的颜色和形状十分怪的颜色和形状十分怪异，就象异，就象“双目炯炯双目炯炯”的的“鬼头鬼头”。天文学家认为，从天文学家认为，从“鬼头鬼头”中散发中散发出来的红光和蓝光其实是邻近的出来的红光和蓝光其实是邻近的恒星对氢气加热而形成，绿光来恒星对氢气加热而形成，绿光来自灼热的氧气，中心的白色区域自灼热的氧气，中心的白色区域是三种颜色光的组合。两只是三种颜色光的组合。两只“鬼眼鬼眼”是温度极高的氢气和氧气区。是温度极高的氢气和氧气区。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切九九、笼笼罩罩在在沙沙尘尘阴阴霾霾中中的的火火星星这这是是两两幅幅摄摄于于不不同同时时间间的的火火星星图图片片。左左边边的的一一幅幅摄摄于于今今年年七七月月火火星星离离地地球球最最近近时时，当当时时火火星星正正对对着着太太阳阳，星星球球被被照照得得通通亮亮，山山脉脉沟沟壑壑清清晰晰可可见见；右右边边的的一一幅幅摄摄于于今今年年九九月月初初，那那时时，火火星星上上的的沙沙尘尘暴暴已已经经肆肆虐虐了了近近两两个个月月，整整个个火火星星笼笼罩罩在在一一片片沙沙尘尘阴阴霾霾之之中中。幸幸亏亏地地球球上上没没有有出出现现这样的沙尘暴！这样的沙尘暴！“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片高一物理备课组高一物理备课组制作人：王怀龙制作人：王怀龙细细节节决决定定成成败败，态态度度决决定定一一切切十、经历暴风雨的木十、经历暴风雨的木星星看这幅由木星探测器看这幅由木星探测器发回地球的照片：木发回地球的照片：木星上正经历暴风雨。星上正经历暴风雨。在图片中，暴风雨地在图片中，暴风雨地点被标以较醒目的颜点被标以较醒目的颜色；插入的黑白小图色；插入的黑白小图则表明木星上还有闪则表明木星上还有闪电。电。“最酷最炫最酷最炫”的太空图片的太空图片10