1、 行行 星星 的的 運運 動動太陽系主要成員太陽系主要成員太陽和其八大行星：太陽和其八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星美麗的家園美麗的家園地球地球木星木星壯觀的太陽日冕壯觀的太陽日冕我們的銀河系我們的銀河系 我國自行開發研我國自行開發研究并成功飛行的究并成功飛行的載人飛船載人飛船“神州神州號號”。 我國宇航員乘著我國宇航員乘著飛船遨游太空！飛船遨游太空！航天飛機發射瞬間航天飛機發射瞬間一、行星的運動一、行星的運動 首先，我們來了解對太陽、行星運動首先，我們來了解對太陽、行星運動的認識過程的認識過程。“地心說地心說”和和

2、“日心說日心說”的發展過程的發展過程 在古代，人們對于天體的運動存在古代，人們對于天體的運動存在地心說和日心說兩種對立的看法。在地心說和日心說兩種對立的看法。地心說地心說(Geocentric Universe)地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學說。地心說是長期盛行于古代歐洲的宇宙學說。它最初由古希臘學者歐多克斯在公元前三世紀它最初由古希臘學者歐多克斯在公元前三世紀提出，后來經托勒密（提出，后來經托勒密（90-168）進一步發展而）進一步發展而逐漸建立和完善起來。逐漸建立和完善起來。托勒密的托勒密的“地心說地心說”體系體系(1).內容內容:認為地球是靜止不動的，地球是宇宙的認為地球是靜止不動的

3、，地球是宇宙的中心，太陽和月亮以及其他行星繞地球轉動。中心，太陽和月亮以及其他行星繞地球轉動。(3).地心說為什么統治了人們很長時間地心說為什么統治了人們很長時間? 符合人們的日常經驗，也符合宗教神學關于符合人們的日常經驗，也符合宗教神學關于地球是宇宙中心的說法地球是宇宙中心的說法. (2).代表人物：托勒密代表人物：托勒密1、地心說、地心說(4)托勒密的托勒密的“地心說地心說”模型模型 存在的問題存在的問題 對行星的運動很難得出完滿的解答對行星的運動很難得出完滿的解答,所描述的行星所描述的行星運動也很復雜運動也很復雜. 隨著人們對天體運動的不斷研究，發現隨著人們對天體運動的不斷研究，發現“地

4、心說地心說”所描述的天體的運動不僅復雜而且問題很多所描述的天體的運動不僅復雜而且問題很多.如果把地如果把地球從天體運動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運球從天體運動的中心位置移到一個普通的、繞太陽運動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運動，許動的行星的位置，換一個角度來考慮天體的運動，許多問題都可以解決，行星運動的描述也變得簡單了多問題都可以解決，行星運動的描述也變得簡單了. 隨著世界航海事業的發展，人們希望借助星星的位置隨著世界航海事業的發展，人們希望借助星星的位置為船隊導航，因而對行星的運動觀測越來越精確，科為船隊導航，因而對行星的運動觀測越來越精確，科學家經過長期觀測及記錄的大量的觀測

5、數據，用托勒學家經過長期觀測及記錄的大量的觀測數據，用托勒密的密的“地心說地心說”模型很難得出完美的解答。模型很難得出完美的解答。(3).內容內容:2、日心說、日心說(4).代表人物：哥白尼代表人物：哥白尼（1）日心說提出的背景）日心說提出的背景 在當時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經使不少人相在當時，哥倫布和麥哲倫的探險航行已經使不少人相信地球并不是一個平臺，而是一個球體。信地球并不是一個平臺，而是一個球體。(2)哥白尼的推測哥白尼的推測是不是地球每天在圍繞自己的是不是地球每天在圍繞自己的軸線旋轉一周軸線旋轉一周 .他假設地球并不是宇宙的中心，他假設地球并不是宇宙的中心，太陽是靜止不動的，地球

6、和其他太陽是靜止不動的，地球和其他行星都是圍繞著太陽做勻速圓周行星都是圍繞著太陽做勻速圓周運動運動. (5)哥白尼日心說的進步哥白尼日心說的進步:行星運動的描述簡單行星運動的描述簡單了，地心說遇到的問題解決了了，地心說遇到的問題解決了(6)哥白尼日心說為什么在發表一個世紀中完全哥白尼日心說為什么在發表一個世紀中完全被人們所忽視被人們所忽視 ?(1)在他的著作中，在他的著作中，“日心說日心說”只是一個只是一個“假設假設” (2)當時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中當時的歐洲正處于基督教改革與反改革的騷亂中. (3)在哥白尼的著作中有一些很不精確的數據，根據在哥白尼的著作中有一些很不精確的數

7、據，根據這些數據得出的計算結果不能很好地與行星位置的這些數據得出的計算結果不能很好地與行星位置的觀測結果相符合，觀測結果相符合， 日心說相對地心說能更完美地日心說相對地心說能更完美地解釋天體的運動，但這兩種學說都不解釋天體的運動，但這兩種學說都不完善。因為太陽、地球等天體都是運完善。因為太陽、地球等天體都是運動的，鑒于當時對自然科學的認識能動的，鑒于當時對自然科學的認識能力，日心說比地心說更先進。力，日心說比地心說更先進。(1)丹麥天文學家第谷丹麥天文學家第谷 的探索的探索: 在哥白尼之后，第谷連續在哥白尼之后，第谷連續20年對行星的位置進行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

8、確程度。在第了較仔細的測量，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谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是10，第谷把，第谷把這個不確定性減小到這個不確定性減小到2。得出行星繞太陽做勻速圓周。得出行星繞太陽做勻速圓周運動的模型運動的模型. 其后，許多天文學家對天體運動進行不斷的探索、完其后，許多天文學家對天體運動進行不斷的探索、完善，建立了最初的天體運動理論。善，建立了最初的天體運動理論。 二二.天文學家對天體運動進一步的研究天文學家對天體運動進一步的研究(2)德國物理學家開普勒的研究德國物理學家開普勒的研究. 總結了他的導師第谷的總結了他的導師第谷的全部觀測資料，在他

9、最初全部觀測資料，在他最初研究時，他得到的結果與研究時，他得到的結果與第谷的觀察數據相差第谷的觀察數據相差8/，而，而當時第谷公認的誤差位當時第谷公認的誤差位2/,開普勒想開普勒想,這這8/可能就是認可能就是認為行星繞太陽勻速圓周運為行星繞太陽勻速圓周運動造成的動造成的.后來他花了四年后來他花了四年時間一遍一遍地進行數學時間一遍一遍地進行數學計算，通過計算這一懷疑計算，通過計算這一懷疑使他發現了行星運動三大使他發現了行星運動三大定律定律.開普勒三定律開普勒三定律開普勒（開普勒（1571-1630）是繼哥白尼之后第一個）是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛太陽中心說、并在天文學方面有突破站出來捍衛太陽

10、中心說、并在天文學方面有突破性成就的人物，被后世的科學史家稱為性成就的人物，被后世的科學史家稱為“天上的天上的立法者立法者”。開普勒第二定律開普勒第二定律 太陽系中各個行星以橢圓太陽系中各個行星以橢圓軌道運行的，太陽在這些橢圓軌道運行的，太陽在這些橢圓的一個焦點上。的一個焦點上。注意：注意：1、太陽并不是位于橢圓中心，而是、太陽并不是位于橢圓中心，而是 位于焦點處。位于焦點處。 2、不同行星軌道不同，但所有軌道、不同行星軌道不同，但所有軌道的的 焦點重合。焦點重合。(1).開普勒第一定律開普勒第一定律 （軌道定律）（軌道定律） 太陽和行星的連線在相太陽和行星的連線在相等時間內掃過的面積相等；等

11、時間內掃過的面積相等；(2).開普勒第二定律開普勒第二定律 （面積定律）（面積定律）遠處速度遠處速度慢慢近處速近處速度快度快(3).開普勒第三定律開普勒第三定律 （周期定律）（周期定律） 所有行星的軌道的所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比轉周期的二次方的比值都相等值都相等即即: R13：R23=T12：T22或或: R3/T2=k注意：注意：k k的大小與行星無關，的大小與行星無關，只與太陽質量有關。只與太陽質量有關。對于同一個行星的不同衛星，它們也符合運動規律：對于同一個行星的不同衛星，它們也符合運動規律： 月球人造衛星以及其他行星的衛星不是繞太陽運月球人

12、造衛星以及其他行星的衛星不是繞太陽運動，它們和行星的運動比較，就有：動，它們和行星的運動比較，就有：3322RRTT行衛衛行32RKT行星繞太陽運動都符合：行星繞太陽運動都符合：對于地球和木星，就有：對于地球和木星，就有：kTRTR2323木木地地 k值與中心天體有關，而值與中心天體有關，而與環繞天體無關與環繞天體無關意義：意義：開普勒關于行星運動開普勒關于行星運動的描述為萬有引力定律的發的描述為萬有引力定律的發現奠定了基礎。現奠定了基礎。1、多數行星繞太陽運動的軌道十分、多數行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心；接近圓，太陽處在圓心；2、對某一行星來說，它繞太陽做圓、對某一行星來說，

13、它繞太陽做圓周運動的角速度（或線速度大小）不周運動的角速度（或線速度大小）不變，即行星做勻速圓周運動；變，即行星做勻速圓周運動；3、所有行星軌道半徑的三次方跟它、所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。的公轉周期的二次方的比值都相等。四、高中階段對行星運動的近似化研究四、高中階段對行星運動的近似化研究 課堂訓練課堂訓練 1下列說法正確的是( ) A地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運動 B.太陽是宇宙的中心，所有天體都繞太陽運動 C.太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動 D“地心說”和哥白尼提出的“日心說”現在看來都是不正確的 分析；“地心說”是錯誤的，所以A不正確太陽系在銀河系中運動，銀河系也在運動，所以，B、C不正確，D正確 2、神舟六號沿半徑為神舟六號沿半徑為R的圓周繞地球運動，其的圓周繞地球運動，其周期為周期為