1、2021/8/11 星期三1人類對太空的不懈追求2021/8/11 星期三2一、古希臘人的探索 以亞里士多德為代表的古希臘人認為地球位于宇宙的中心。所有天體都圍繞宇宙的中心地球做勻速圓周運動。2021/8/11 星期三3 圍繞地球的天體的排列順序為月球、水星、金星、太陽、火星、木星、土星、最外層為恒星的球殼。2021/8/11 星期三4 古希臘人設(shè)想每個行星都沿圓周運動，其運動軌跡就是行星的本輪。同時，這個圓的中心運動軌跡就是行星的均輪。2021/8/11 星期三5 天文學家托勒密完善了地心本輪理論。第一次對已知天體的運動進行詳細定量的說明。為航海家、天文學家和占星士所采用。該理論一直持續(xù)了近

2、2000年。2021/8/11 星期三6二、文藝復興的撞擊 1543年，波蘭天文學家哥白尼臨終時，向世人宣布了他幾十年來研究的成果天體運行論。正式推出了日心說。哥白尼認為，太陽是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都圍繞太陽做勻速圓周運動。月球是地球的衛(wèi)星。但是，當時人們對哥白尼的日心說并不認同。2021/8/11 星期三7 第谷是非常了不起的天文觀測家，當時尚未發(fā)現(xiàn)望遠鏡，他通過自制的觀測儀器對星體驚醒認真系統(tǒng)的觀測。他的測量結(jié)果證明了托勒密與哥白尼的理論計算結(jié)果都與觀測數(shù)據(jù)不相符。2021/8/11 星期三8 開普勒研究了第谷連續(xù)20年的觀測數(shù)據(jù)，希望進一步解釋哥白尼的行星圓形軌

3、道。但他失敗了。因為他得到的結(jié)果與第谷的觀測數(shù)據(jù)至少有8的誤差。開普勒相信這不是第谷的粗心，而是哥白尼的理論還需要進一步完善。從此他開始研究行星的非勻速圓周運動。經(jīng)過多年的埋頭計算，數(shù)十次的否定自己的設(shè)想，開普勒最終發(fā)現(xiàn)了更精確的行星運動規(guī)律，并先后提出了三大定律。2021/8/11 星期三9開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。2021/8/11 星期三10開普勒第二定律：太陽與任何一個行星的連線（矢徑）在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。2021/8/11 星期三11開普勒第三定律：行星繞太陽運行軌道半長軸r的立方與其公轉(zhuǎn)周期T的平方成正比。2021/8/1

4、1 星期三12三、牛頓的大綜合 人們在研究天體運動的同時，還在探索天體為什么會這樣運動。 亞里士多德認為天體由以太元素組成，它們本來就應圍繞地球做勻速圓周運動。 開普勒時代：行星受到太陽的磁力使天體運動，并且天體受到磁力隨距離的增加而減弱。 胡克、哈雷等人：天體受到了遵循平方反比率的向心力的作用才進行圓周運動。2021/8/11 星期三13 牛頓用數(shù)學方法證明了物體圍繞中心運動時有一向心力。由于物體沿橢圓軌道運動，向心力與質(zhì)點到中心的距離的平方成反比。繼而推廣到宇宙中的物體都在彼此吸引。牛頓將地球?qū)ξ矬w的引力擴展到月球，認為地球引力與太陽對行星的作用力，行星對衛(wèi)星的作用力是性質(zhì)相同的力，在此基

5、礎(chǔ)上，牛頓最終給出了具有科學革命價值的萬有引力定律：2021/8/11 星期三14四、對太空的探索 1、1957年10月4日，前蘇聯(lián)的第一顆人造地球衛(wèi)星上天。2021/8/11 星期三15 2、1958年，美國也發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。2021/8/11 星期三16 3、1970年我國發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”，成為全世界第五個發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。2021/8/11 星期三17 4、1961年4月12日，世界第一艘載人宇宙飛船“東方”號發(fā)射升空。前蘇聯(lián)宇航員加加林成為了太空遨游第一人。2021/8/11 星期三18 5、1969年7月20日，“阿波羅”11號才將人類送上了月球。阿姆

6、斯特朗成為登月第一人。阿波羅11號登月艙2021/8/11 星期三19阿姆斯特朗正準備踏上月球2021/8/11 星期三20登陸月球2021/8/11 星期三21人類在月球上留下的第一個腳印2021/8/11 星期三22 6、1975年7月15-24日，美國和前蘇聯(lián)合作完成了一項太空工程“阿波羅”和“聯(lián)盟號”對接。2021/8/11 星期三23阿波羅號與聯(lián)盟號對接示意圖2021/8/11 星期三24 7、1984年4月12日，第一架航天飛機“哥倫比亞”號發(fā)射成功。其優(yōu)點可以重復使用。2021/8/11 星期三25 8、1984年2月7日，美國宇航員穿戴著具有助推裝置的宇航服，首次不系安全繩在太

7、空中行走了95分鐘捕獲并修理人造衛(wèi)星，然后將其送回軌道。2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27 9、1990年4月24日，哈勃望遠鏡升空，人類有了性能卓越的空間天文臺。幫助人類對宇宙進行更多的了解。2021/8/11 星期三2810、2003年10月16日，我國首位航天員楊利偉乘坐中國自己研制的“神舟”5號飛船在太空中饒地球飛行14圈后，在內(nèi)蒙古草原安全著陸。2021/8/11 星期三29五、人造衛(wèi)星上天（第一宇宙速度）2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31若衛(wèi)星繞地球運行的軌道可視為圓形，并貼地面運行，則：人們稱7.9km/s為第一宇宙速度，也稱為環(huán)繞速度。2021/8/11 星期三32例題：1990年3月，紫金山天文臺將196