天体运动

第三章万有引力定律第一节天体运动一.行星究竟做怎样的运动?1.地心说：托勒密(90-168)ClaudiusPeolemy在古代，以希腊亚里士多德为代表，认为地球是宇宙的中心。其它天体则以地球为中心，在不停地运动。这种观点，就是“地心说”。公元二世纪，天文学家托勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发展完善了“地心说”，描绘了一个复杂的天体运动图象。■地心说(GeocentricUniverse)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”体系哥白尼(1473～1543)波兰天文学家,他在1510年写成的《浅说》初稿中指出:太阳是宇宙的中心体,地球与行星都绕太阳运动,只有月亮才绕地球运动,1530年终于完成了日心说的建立工作,于1543年3月《天体运动学》书名出版,否定了在西方统治1千多年的地心说.2.日心说：哥白尼(1473-1543)NicolausCopernicus一.行星究竟做怎样的运动?“日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”“日心说”行星运行图“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解释的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学，更接近事实。例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的。那么，每天的情况就应相同的，而事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同。而“日心说”则能说明这种情况：白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。1、古人把天体运动看得十分神圣，他们认为天体的运动不同于地面上物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动。2、第谷，丹麦伟大的天文学家,他对天体运动的看法与其他古人一样，也认为天体在做匀速圆周运动。并对行星的运动做了长达20多年的观察,记录了大量的数据。3、开普勒是第谷的学生,第谷去世后他继承了第谷的工作,他接受日心说观点,并对第谷记录的数据进行了长时间的大量的数学运算,总结出了太阳行星的运动规律,发表了著名的开普勒三定律。既然行星是绕太阳运动的,那么行星是做什么样的运动呢?■第谷的天文学观测哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。仙后座的新星爆发开普勒（德国）◎在天文学史上，开普勒享有“天空立法者”的盛誉。◎开普勒观念的基础是日心说。◎1609年和1619年发表了行星运动的三个定律。假设火星的轨道是圆形假设法第谷观测的火星位置的实际值+精确计算和推理得出火星位置的理论值偏差较大假设不成立假设火星的轨道是椭圆再一次运用假设法第谷观测的火星位置的实际值+精确计算和推理得出火星位置的理论值几乎密合假设成立火星的轨道是椭圆且太阳处在椭圆的一个焦点上类比推理开普勒第一定律（椭圆轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上焦点焦点ABCDO半长轴半短轴二.开普勒三定律开普勒开普勒第一定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上开普勒开普勒第二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二.开普勒三定律开普勒第二定律：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由此可见：行星在远日点a的速率最小，在近日点b的速率最大。太阳远日点a近日点bt1t4t3t2开普勒开普勒第三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是一个常量二.开普勒三定律开普勒第三定律；所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等地球·太阳R数学表达式：T2R3=K其中R是椭圆轨道的长半轴，T是行星绕太阳公转的周期，K是一个与行星无关的常量，只由中心天体决定。32RkT2323T月月地地RTR练习：关于开普勒行星运动的公式以下理解正确的是：（）A、k是一个与行星无关的常量B、若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则C、T表示行星运动的自转周期D、T表示行星运动的公转周期小结一、地心说，日心说及代表人物二、开普勒三定律1、椭圆轨道定律2、面积定律3、周期定律