第六章萬有引力與航天6.1行星的運(yùn)動(dòng)浩瀚的宇宙八大行星圍繞太陽的運(yùn)動(dòng)日地月運(yùn)動(dòng)空間站神州五號(hào)載人飛船發(fā)射運(yùn)行嫦娥一號(hào)發(fā)射全過程中國航天英雄:中國航天事業(yè)幕后英雄代表:自然現(xiàn)象猜想一下，是太陽繞地球轉(zhuǎn)呢，還是地球繞太陽轉(zhuǎn)呢？一、“地心說”與“日心說”:1、“地心說”的基本觀點(diǎn)是什么？2、“日心說”的基本觀點(diǎn)是什么？3、“地心說”為什么能占領(lǐng)較長(zhǎng)的統(tǒng)治時(shí)間？4、“日心說”為什么能戰(zhàn)勝“地心說”？

試舉例說明。5、“日心說”的觀點(diǎn)是否絕對(duì)正確？

托勒密地心說地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)：日心說太陽是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)。哥白尼行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)：日心說哥白尼行星的運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)：

“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位的時(shí)間較長(zhǎng)，原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，如：太陽從東邊升起，從西邊落下。同時(shí)它也符合當(dāng)時(shí)在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn)。為什么“地心說”能占領(lǐng)較長(zhǎng)的統(tǒng)治時(shí)間？布魯諾為科學(xué)獻(xiàn)身：伽利略受到宗教裁判所的審判

“日心說”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f”不能解釋的現(xiàn)象“日心說”則能說明，就是說“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實(shí)。例如：若地球不運(yùn)動(dòng)，晝夜交替是太陽繞地球運(yùn)動(dòng)形成的，那么每天的情況就應(yīng)是相同，事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不同，冷暖不同，而“日心說”則能說明這種情況；白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。真理最終戰(zhàn)勝了謬誤：“日心說”也并不是絕對(duì)正確的：

“日心說”也并不是絕對(duì)正確的，因?yàn)樘栔皇翘栂档囊粋€(gè)中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心，也不是靜止不動(dòng)的?！叭招恼f”，只是比“地心說”更準(zhǔn)確一些罷了。二、開普勒三定律(一)、建立過程(一)、開普勒三定律建立過程1、古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)？2、開普勒的導(dǎo)師是誰，他認(rèn)為天體做什么樣的運(yùn)動(dòng)？3、開普勒開始認(rèn)為天體做何運(yùn)動(dòng)？4、開普勒最后研究的結(jié)論是什么？古人認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)形式：

古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

開普勒的導(dǎo)師是丹麥偉大的天文學(xué)家第谷，他對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的看法與其他古人一樣，也認(rèn)為天體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

開普勒開始受世俗及導(dǎo)師的影響，也認(rèn)為天體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。開普勒提出行星三大運(yùn)動(dòng)定律第谷（丹麥）開普勒（德國）四年多的刻苦計(jì)算↓二十年的精心觀測(cè)↓8′的偏差否定19種假設(shè)↓750多顆星的觀測(cè)記錄幾千個(gè)數(shù)據(jù)誤差僅為2′？行星軌道是橢圓的怎么回事……..進(jìn)行了70多次嘗試……二、開普勒三定律(一)、建立過程(二)、內(nèi)容和物理意義做一做用圖釘和細(xì)繩畫橢圓半短軸b焦距c開普勒開普勒第一定律軌道定律：所有的行星圍繞太陽運(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)上開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒開普勒第二定律面積定律：

對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律離太陽近時(shí)速度快離太陽遠(yuǎn)時(shí)速度慢

K=a3/T2(1024km3/年2）行星軌道半長(zhǎng)軸a(106km)公轉(zhuǎn)周期T(年）焦距c(106km)軌道離心率(e=c/a)水星57.90.24111.90.206金星108.20.6150.760.007地球149.61.002.50.017火星227.91.8821.20.093木星778.311.8637.30.048土星1427.029.4679.90.056天王星2882.384.0135.40.047海王星4523.9164.836.20.008八大行星軌道數(shù)據(jù)表3.343.353.353.353.353.353.353.35看一看開普勒開普勒第三定律周期定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律行星或衛(wèi)星中心體半長(zhǎng)軸(x106km)公轉(zhuǎn)周期(天)K值水星太陽5787.973.36×1018金星1082253.35×1018火星2286873.36×1018同步衛(wèi)星地球0.042411.02×1013月球0.384427.3221.02×1013探究K值的決定因素：K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量一、“地心說”與“日心說”地球是中心→太陽是中心→宇宙無限（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展）二、行星運(yùn)動(dòng)定律——開普勒三定律1、軌道定律:-----------橢圓2、面積定律:-----------V近＞Ｖ遠(yuǎn)3、周期定律:-----------R3/T2=k小結(jié)（K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）做了再做讓焦點(diǎn)逐漸靠近O點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)佼媰蓚€(gè)橢圓八大行星軌道數(shù)據(jù)表看一看行星軌道半長(zhǎng)軸a(106km)公轉(zhuǎn)周期T(年）焦距c(106km)軌道離心率(e=c/a)水星57.90.24111.90.206金星108.20.6150.760.007地球149.61.002.50.017火星227.91.8821.20.093木星778.311.8637.30.048土星1427.029.4679.90.056天王星2882.384.0135.40.047海王星4523.9164.836.20.008高中階段對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的近似化研究：雖然，行星的運(yùn)動(dòng)是橢圓軌道，運(yùn)動(dòng)速度大小不斷的變化，但實(shí)際上，多數(shù)大行星的軌道與圓十分接近，所以在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理，所以①多數(shù)大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。②對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（線速度）大小不變，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。總體來說，就是把行星的運(yùn)動(dòng)看作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理，對(duì)應(yīng)的半長(zhǎng)軸即為圓的半徑。二、開普勒三定律(一)、建立過程(二)、內(nèi)容和物理意義(三)、科學(xué)精神和方法(三)、行星運(yùn)動(dòng)定律建立過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：材料：“第谷20年一直觀測(cè)火星，在他以前測(cè)量天體位置的誤差大約是10’，第谷把這個(gè)不確定性減小到2’。為哥白尼的學(xué)說提供了關(guān)健性支持?！?/p>

“開普勒七十余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8’的角度偏差”，“對(duì)第谷的數(shù)據(jù)的精確性深信不疑……這不容忽視的8’也許正是因?yàn)樾行遣⒎亲鐾昝赖膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)”?！暗诠扰c開普勒的美妙組合?！薄安剪斨Z由于堅(jiān)持日心說被教庭活活燒死在鮮花廣場(chǎng)?！?三)、行星運(yùn)動(dòng)定律建立過程中所蘊(yùn)含的科學(xué)精神和科學(xué)方法：對(duì)自然奧秘不屈不撓探索的精神和對(duì)待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度.實(shí)事求是、尊重客觀事實(shí)、不迷信權(quán)威、敢于堅(jiān)持真理和勇于探索的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)觀察手段是科學(xué)研究的重要方法之一。實(shí)驗(yàn)歸納和數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合是科學(xué)研究中的重要方法。科學(xué)探究需要合作精神。一、“地心說”與“日心說”地球是中心→太陽是中心→宇宙無限（科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展）二、行星運(yùn)動(dòng)定律——開普勒三定律1、軌道定律:-----------橢圓2、面積定律:-----------V近＞Ｖ遠(yuǎn)3、周期定律:-----------R3/T2=k小結(jié)（K是一個(gè)只與中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量）

１、在古代,人們對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)存在著“地心說”和“日心說”兩種對(duì)立的看法,“地心說”認(rèn)為_____是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的;“日心說”認(rèn)為______是靜止不動(dòng)的;這兩種認(rèn)識(shí)都是______(正確或錯(cuò)誤)的地球太陽錯(cuò)誤練習(xí):

2、下列說法正確的有()A、太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)

B、行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向

C、行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直

D、日心說的說法是正確的

AB3、關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是

()A、行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),自轉(zhuǎn)的周期就越大B、行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),公轉(zhuǎn)的周期就越大C、行星軌道的半長(zhǎng)軸越短,公轉(zhuǎn)的周期就越大D、“海王星”離太陽最遠(yuǎn),繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)BD4、有兩個(gè)行星，它們繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為

。5、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

。6、宇宙飛船圍繞太陽在近似圓形的軌道上運(yùn)動(dòng)，若軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，則宇宙飛船繞太陽運(yùn)行的周期是（）