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课件网) 第一节 天地力的综合：万有引力定律 鲁科2019 高中物理必修二 第四章 万有引力定律及航天 1、地心说 托勒密 观点： 地球是宇宙的中心，并且静止不动，一切行星围绕地球做圆周运动。 2、日心说 哥白尼 观点：太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。 VS “日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动，但这两种学说都不完善，因为太阳、地球等天体都是运动的。 日心说的进一步完善 第 谷 被称为：“星学之王” 。第谷进行了长达20多年的观测和研究，积累了大量的关于行星运动的资料，为开普勒的研究提供了重要的数据。 开普勒 被称为“数学天才”。通过对大量数据的分析和计算，认为行星轨道为椭圆。 一、开普勒三大定律 1.开普勒第一定律（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。 F（焦点） 地球 a（半长轴） F（焦点） F F 注意：不同行星绕太阳运行的椭圆轨道不一样，但这些轨道有一个共同的焦点，即太阳所处的位置。 第一定律说明了行星运动轨迹的形状，那不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗 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。 2.开普勒第二定律 （面积定律） 离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。 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（k）都相等 3.开普勒第三定律（周期定律） F（焦点） 地球 a（半长轴） F（焦点） 思考：比值k取决于什么因素？ 行星 半长轴(×106km) 公转周期(天) K值 水星 57.9 87.9 3.36×1018 金星 108.2 224.7 3.36×1018 地球 149.6 365.0 3.37×1018 火星 227.9 693.5 木星 778.0 4307.0 土星 1472.0 10767.5 天王星 2870.0 30660.0 海王星 4496.0 60152.0 同步卫星 0.0424 1.0 月球 0.3844 27.3 3.30×1018 3.40×1018 3.69×1018 3.37×1018 3.36×1018 1.02×1013 1.02×1013 比值k是与行星无关而只与中心天体有关的恒量． 开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运动，同时它适用于所有的天体运动。 思考：地球绕太阳运动和月球绕地球运动的两个运动，k值相同吗？ 结论: k值与中心天体有关，而与环绕天体无关. 八大行星绕太阳运动的有关数据 a 是年的单位符号。 偏心率 e是椭圆扁平程度的量度，等于椭圆两焦点间的距离与长轴长度的比值。圆是椭圆的特例，偏心率为0。 在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为： 1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。 1.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。 2. 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。 3.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。 2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。 3.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 例1. 某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是（ ） A 太阳一定在椭圆的一个焦点上 B.该行星在a点的速度比在b,c两点的速度都大。 C.该行星在c点的速度比在a,b两点的速度都大。 D.行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积是相等的。 C 太阳 a b c 与自转周期无关 a 最大 a 3/ T2 =k 例2. 关于行星的运动,下列说法正确的有是 ( ) A . 行星轨道的半长轴越长,自转的周期就越大 B . 行星轨道的半长轴越长,公转的周期就越大 C . 行星轨道的半长轴越短,公转的周期就越大 D .“冥王星”离太阳最远,绕太阳运动的公转 周期最长 例3. 地球绕太阳运动的轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季 ... ...
