第七章萬有引力與航天第1節(jié)行星的運動學習目標1.通過自主學習，了解開普勒行星運動定律的發(fā)現(xiàn)歷程。2.理解開普勒行星運動定律及其科學價值，并能應用開普勒行星運動定律解決相關問題。3.感悟科學家追求科學真理的堅定與執(zhí)著精神，體會科學家實事求是、尊重客觀事實、不迷信權(quán)威、勇于探索的科學態(tài)度和科學精神。探究一、人類對行星運動的認識自主閱讀課本44頁課本第一段和46-47科學漫步，思考以下問題。1.宇宙模型建立階段的兩大學派的內(nèi)容是什么？代表人物是誰？2.關于運動的描述，托勒密的地心說和哥白尼的日心說有哪些相似的地方？3.從運動學的角度來看，托勒密的地心說和哥白尼的日心說的區(qū)別是什么？4.繼“日心說”后，又有哪些代表人物為行星運動的研究做出了巨大貢獻？代表人物：托

勒

密地球是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運動。地心說托勒密與地心說哥白尼與日心說日心說太陽是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽做圓周運動。代表人物：哥白尼探究一、人類對行星運動的認識自主閱讀課本44頁課本第一段和46-47科學漫步，思考以下問題。1.宇宙模型建立階段的兩大學派的內(nèi)容是什么？代表人物是誰？2.關于運動的描述，托勒密的地心說和哥白尼的日心說有哪些相似的地方？3.從運動學的角度來看，托勒密的地心說和哥白尼的日心說的區(qū)別是什么？4.繼“日心說”后，又有哪些代表人物為行星運動的研究做出了巨大貢獻？哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的位置進行了較仔細的測量，大大提高了測量的精確程度。在第谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是10ˊ，第谷把這個不確定性減小到2ˊ。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型。第谷（1546-1601）觀測大師——第谷開普勒行星運動定律第

谷（丹麥天文學家）開普勒（德國天文學家）二十年的精心觀測多年的刻苦計算8分的誤差行星軌道為橢圓《新天文學》否定19種假

設這是怎么回事？所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。

怎樣繪制一個橢圓呢？開普勒第一定律開普勒第一定律也常說成軌道定律橢圓上某點到兩個焦點的距離之和與橢圓上另一點到兩焦點的距離之和有什么關系?做一做：繪制橢圓做法：可以用一條細繩和兩只圖釘來畫橢圓。把白紙鋪在木板上然后按上圖釘。把細繩的兩端系在圖釘上，用一支鉛筆緊貼著細繩滑動，使細繩始終保持張緊的狀態(tài)，鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓。所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。

說明：1.太陽并不是位于橢圓中心，而是位于焦點處。2.不同行星軌道不同，所有軌道的焦點重合。開普勒第一定律開普勒第一定律也常說成軌道定律對于任意一個行星而言，它和太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第二定律開普勒第二定律也常說成面積定律思考1、在運行軌道上，距離太陽越近，速率越大還是越??？哪個點速率最大？哪個點速率最??？2、設近日點速率為V1,與太陽距離為L1,遠日點與太陽距離為L2，則遠日點V2為多大？請寫出推導過程。3、如圖，行星在橢圓軌道上的AB段、BC段、CD段、DA段的運行時間相同嗎？根據(jù)對稱性，哪幾段的運行時間相同？春夏兩季（186天）比秋冬兩季（179天）要長。你認為春夏兩季的時間長還是秋冬兩季的時間長？學以致用所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等。猜想：a3/T2=k，k可能跟什么有關呢？開普勒第三定律開普勒第三定律也常說成周期定律行星/衛(wèi)星半長軸（106km）周期（天）k（m3/s2）水星5787.97金星108225地球149365火星228687木星7784333土星142610759月球0.384427.3同步衛(wèi)星0.042413.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10183.36×10181.03×10131.03×1013結(jié)論：開普勒第三定律也適用于太陽系以外的其他環(huán)繞系統(tǒng)，不同的環(huán)繞系統(tǒng)，k值不同。k值與環(huán)繞天體無關，由中心天體決定。數(shù)據(jù)與規(guī)律1.分析表格中的數(shù)據(jù)，思考K值的決定因素？2.開普勒三定律是否也適用于衛(wèi)星繞行星的運動？實際上，行星的軌道與圓十分接近（圖7.1-3），在中學階段的研究中我們可按