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1、6.1 行星的运动,思考：,1.古代人对天体运动存在哪些看法？,2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么？,3.哪种学说统治时间更长？为什么?,地心说： 日心说：,地球是宇宙的中心。地球是静止不动的， 太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。,符合人们的日常经验； 符合宗教地球是宇宙的中心的说法。,统治很长时间的原因：,太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳转动 。,地心说,地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。,托勒密的“地心说”体系,地心模型,亚里士多德,地心模型,日心说,哥白尼的“日
2、心说”体系,约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼（1473-1543）。,日心说模型,哥白尼雕像（加沙）,哥白尼观测用的天文仪器,十六世纪“日心说”创立之前的一千多年中，“地心说”一直占统治地位，并长期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高天，也就是天神的住所。由于这一学说没有反映行星运动的本质，经不起长时间的观测检验，后来为哥白尼“日心说”所推翻。,思考：,“日心说”的观点绝对正确吗？,第 谷（丹麦）,开普勒（德国）,所有的行星围绕太阳运动的轨道椭圆， 太阳处在所有椭圆的一个焦点上。,开普勒第一定律,（轨道定律）,对于每
3、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。,开普勒第二定律,（面积定律）,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。,若tAB= tCD = tEK ，则sAB= sCD = sEK,开普勒第二定律,（周期定律）,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。,即：R3 / T 2 = k,开普勒第三定律,K是一个只决定于被绕天体（中心天体）质量的物理量,太阳系,九大行星绕太阳运动的情景,卫星绕行星运转，行星带着它们的卫星绕太阳运转，整个太阳系绕银河系中心运转，银河系这个整体也在运动。并不存在一个绝对的运动中心，运动本身也是相对的
4、。“太阳“不过是银河系中一千多亿颗恒星中的一员罢了!, 是地球绕太阳转动而不是太阳绕地球转动。 地球绕太阳转动是椭圆轨道而不是正圆轨道。,课堂小结,二、行星运动定律,1、第一定律（轨道定律）,2、第二定律（面积定律）,3、第三定律（周期定律） R 3/ T2 =k （K是一个只与中心天体质量有关的物理量）,地球是中心地球偏心 太阳是中心宇宙无限,（科学精神推动了认识发展）,一、地心说与日心说,复 习,开普勒行星运动定律 第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：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 第三定律：所有行星的椭圆轨道的
5、半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 即,k值与中心天体有关，而与环绕天体无关,什么力来维持行星绕太阳的运动呢？,科学的足迹,1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 2、开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。 3、笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。 4、胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
6、,一、太阳对行星的引力,1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供,追寻牛顿的足迹,如图5所示，杆长为，球的质量为，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为，求这时小球的瞬时速度大小。,2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T,代入,追寻牛顿的足迹,有,3、根据开普勒第三定律,即,所以,代入得,追寻牛顿的足迹,4、太阳对行星的引力,即,追寻牛顿的足迹,太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。,二、行星对太阳的引力,根据牛顿第三定律，行星对
7、太阳引力F应满足,追寻牛顿的足迹,三、太阳与行星间的引力,概括起来有,G比例系数，与太阳、行星的质量无关,则太阳与行星间的引力大小为,方向：沿着太阳和行星的连线,追寻牛顿的足迹,说一说,如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？,小 结,1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与太阳到行星间的距离r的二次方成反比,2、行星对太阳的引力：与太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比,3、太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离的二次方成反比,（1
8、） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线,行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他地方是否适用这个规律呢？,如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求： （1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多少？ 拉力是多少？（g=10m/s2）,如图所示，杆长为，球的质量为，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为 ，求这时小球的瞬时速度大小。,如图所示，质量m1 kg的小球用细线拴住，线长l0.5 m，细线所受拉力达到F18 N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h5 m，重力加速度g10 m/s2，求小球落地处到地面上点的距离？（P点在悬点的正下方）,