第七章萬有引力與航天7.1行星的運動

1、古人對天體運動存在哪些看法？2、什么是“地心說”，什么是“日心說”？3、哪種學說占統治地位的時間較長？4、兩種學說爭論的結果是什么？

古人對行星運動的探索1.地心說：托勒密2.日心說：哥白尼一、地心說和日心說的比較內容局限性地心說______是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞________運動都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的_____________運動，但和丹麥天文學家______的觀測數據不符日心說______是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞______運動太陽太陽地球地球勻速圓周運動第谷第谷（天才的觀測家）建立天文臺，把天體位置測量的誤差由10/減少到2/。二十年的精心觀測，記錄了大量的天文觀測數據開普勒（天才的數學家）按照行星做勻速圓周運動的觀點來計算，發現計算數據與第谷的觀測數據存在8分的偏差怎么回事呢？經過大量的計算，否定19種假設行星繞太陽運動的軌道為橢圓二、開普勒行星運動定律二、開普勒行星運動三定律1.第一定律（軌道定律）所有行星繞太陽運動的軌道都是________，太陽處在橢圓的一個________上．橢圓焦點aFF地球注：1.太陽并不是位于橢圓的中心，而是位于焦點處。2.不同行星軌道不同，但所有軌道的焦點重合。二、開普勒行星運動三定律2.第二定律（面積定律）對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的________．面積近日點遠日點結論：行星在近日點速度

，遠日點速度

。最大最小【當堂檢測1】某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示，F1和F2是橢圓軌道的兩個焦點，行星在A點的速率比在B點的大，則太陽是位于(

)A．F2

B．A點C．F1

D．B點A二、開普勒行星運動三定律3.第三定律（周期定律）所有行星的軌道________________跟它的_________________的比值都相等。注：式中k的值只與中心天體質量有關，與環繞天體質量無關．半長軸的三次方公轉周期的二次方a地球T表達式：a3T2=k半長軸

行星繞太陽公轉的周期八大行星的中心天體都是太陽，K值相同！例如：【當堂檢測2】太陽系的幾個行星中，與太陽之間的平均距離越大的行星，它繞太陽公轉一周所用的時間（）A.越長B.越短C.相等D.無法判斷A行星半長軸a／106km公轉周期T水星5787.9天金星108225天地球149365天（1年）火星2281.9年木星77811.8年土星142629.5天王星286984.0年海王星4495164.9年k＝a3

/T2／(m3

?s-2)3.36×10183.35×10183.31×10183.36×10183.36×10183.36×10183.37×10183.36×1018行星軌道半長軸a(106km)軌道半短軸b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8觀察：六大行星軌道數據表三、行星運動的近似處理觀察：下圖是按不同比例尺繪制的太陽系八顆行星及冥王星的軌道三、行星運動的近似處理結論：行星的軌道十分接近圓。實際上，行星的橢圓軌道與圓十分接近，在高中階段的一些計算中，為了簡便我們會按圓軌道進行處理：1.行星繞太陽運動的軌道是圓，太陽處在圓心上。2.對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的線速度大小不變，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的公轉周期的二次方的比值都相等。三、行星運動的近似處理aFFRr3/T2=k【當堂檢測3】有人發現了一個小行星，測得它到太陽的平均距離是地球到太陽的平均距離的8倍，則這顆小行星繞太陽的公轉周期將是地球的公轉周期的幾倍?根據開普勒第三定律：一、地心說與日心說地球是中心→太陽是中心→宇宙無限（科學精神推動了認識發展）二、開普勒行星運動定律1、軌道定律：2、面積定律:3、周期定律：（K是一個只與中心天體有關的物理量）課堂小結三、行星運動的近似處理r3/T2=k

例1.(2021·重慶市渝北區七校高一下期末)關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是（

）A.所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心B.地球和太陽的連線與火星和太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等C.開普勒第三定律的表達式

＝k中的T代表行星的自轉周期D.開普勒行星運動定律既適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛星繞行星的運動D例2.(2022·淮安市高一期中)下列對開普勒行星運動定律的理解正確的是（

）A.所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，這些橢圓有一個共同的焦點，

太陽就在此焦點上B.行星橢圓軌道的半長軸的三次方與公轉周期的二次方之比為常數，此

常數的大小與太陽和行星均有關C.行星靠近太陽時運動速度小，遠離太陽時運動速度大D.行星軌道的半長軸越長，其自轉的周期就越大A例3.某行星沿橢圓軌道繞太陽運行，如圖所示，在這顆行星的軌道上有a、b、c、d四個對稱點.若該行星運動的周期為T，沿逆時針方向運行，則該行星（

）A.從a到b的運動時間等于從c到d的運動時間B.從d經a到b的運動時間等于從b經c到d的運動時間C.a到b的時間tab>D.c到d的時間tcd>D例4.(2021·揭陽市高一下期末)太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動，其中火星軌道半長軸為1.524天文單位(地球到太陽的平均距離為1個天文單位).則火星公轉一周約為（

）A.0.8年

B.2年

C.3年

D.4年B例5.

(2021·浙江省高一月考)如圖所示是中國“天問一號”探測器拍攝的火星影像圖.已知火星繞日公轉一圈，相當于地球上的兩年，假設火星和地球均繞太陽做勻速圓周運動，則火星與太陽之間的距離約為地球與太陽之間距離的()c【書后練習4】地球軌道接近圓，但彗星的軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學家哈雷曾經在1682年跟蹤過一顆彗星他算出這顆彗星的軌道的半