第六章萬(wàn)有引力與航天宇宙是什么這是古老而永恒的問(wèn)題智慧的生命對(duì)宇宙的思索永不停息穿越時(shí)空去追尋歷史的印跡前人的思考不斷給我們智慧的啟迪一、行星的運(yùn)動(dòng)中國(guó)古人的“天圓地方”說(shuō)。1、地心說(shuō)代表人物：托勒密觀點(diǎn)：地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。代表人物：哥白尼觀點(diǎn)：太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都在繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2、日心說(shuō)第谷·布拉赫

觀測(cè)了大量數(shù)據(jù)，把天體位置測(cè)量的誤差由10/減少到2/開(kāi)普勒（德國(guó)）刻苦計(jì)算↓精心觀測(cè)↓8分的誤差

→←否定19種假設(shè)↓↓行星軌道為橢圓若是勻速圓周運(yùn)動(dòng)……第谷開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律[探究1]

行星運(yùn)動(dòng)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是什么形狀？圓？春分夏至冬至秋分年份春分夏至秋分冬至20083月20日6月21日9月22日12月22日20093月20日6月21日9月23日12月22日20103月21日6月21日9月23日12月22日表一：各年四節(jié)氣具體日期統(tǒng)計(jì)表分析數(shù)據(jù)，你得到了什么？春天：92天夏天：94天秋天：89天冬天：90天四季的時(shí)間是不相等的地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)并不是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)開(kāi)普勒第一定律(軌道定律)：所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。焦點(diǎn)太陽(yáng)焦點(diǎn)●不同行星軌道不同，但所有軌道的焦點(diǎn)重合春分夏至秋分冬至近日點(diǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)開(kāi)普勒第二定律（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。遠(yuǎn)處速度慢近處速度快所以冬天要比夏天少幾天開(kāi)普勒第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。表達(dá)式：a3T2=k半長(zhǎng)軸行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期行星/衛(wèi)星半長(zhǎng)軸（x106km）周期（天）K（m3/s??2）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759天王星287030660海王星449860148月球0.384427.3同步衛(wèi)星0.042413.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.37×10181.03×10131.03×1013探究二②對(duì)于同一個(gè)行星的不同衛(wèi)星，它們也符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律：

③月球人造衛(wèi)星以及其他行星的衛(wèi)星不是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，它們和行星的運(yùn)動(dòng)比較，就有：①行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)都符合：對(duì)于地球和木星，就有：結(jié)論k值與中心天體的質(zhì)量有關(guān)，而與環(huán)繞天體無(wú)關(guān)意義

開(kāi)普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的描述為萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

開(kāi)普勒三定律不但適用于行星，也適用于衛(wèi)星。

觀察八大行星圖1、多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心；2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度大?。┎蛔?，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。在中學(xué)階段，我們將橢圓軌道按照?qǐng)A形軌道處理，則開(kāi)普勒定律描述為：例1.有兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為

。【解】：

設(shè)兩人造地球衛(wèi)星的軌道半徑分別為r1、r2，周期分別為T1、T2，且r1：r2＝1：2，則根據(jù)開(kāi)普勒第三定律所以比值法處理天體運(yùn)動(dòng)例2.關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中正確的是：（）A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)B.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期越大C.行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期越大D.水星離太陽(yáng)“最近”，公轉(zhuǎn)周期最短CD例3.飛船沿半徑r的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道上某一點(diǎn)B處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓和地球表面在A點(diǎn)相切，如圖所示，已知地球半徑為R。求：（1）比較飛船沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的線速度大小。（2）求飛船由B點(diǎn)到A所需要的時(shí)間RrRrABRrRrAB【解析】：（2）當(dāng)飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)（1）A、B均在飛船繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道上，且A為近地點(diǎn)，B為遠(yuǎn)地點(diǎn)，故VA>VB當(dāng)飛船繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)