資源簡介

天體
名稱 軌道半徑 r
（天文單位） 公轉(zhuǎn)周期
T（年） r/T r2/T r3/T2
水星 0.39 0.24 1.63 0.63 1.03
金星 0.72 0.62
地球 1 1
火星 1.52 1.88
木星 5.2 11.9
土星 9.54 29.5
天王星 19.2 84
海王星 30.1 165
月球 0.0025 0.07479 0.0334 0.000084 0.0000027931
同步衛(wèi)星 0.0002733 0.002739726
神州飛船 0.0000424733 0.0001636225
第六章 萬有引力與航天
第1節(jié) 行星的運動


天真的童年：
古代人類樸素的宇宙觀
古代中國
蓋天說“天圓如張蓋，地方如棋局”
渾天說“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃”
宣夜說“天了無質(zhì)，仰而瞻之，高遠無極”、“日月眾星，自然浮生虛空之中”
古代西方
古希臘 地球在中心，天體繞地球做勻速圓周運動
柏拉圖 用勻速圓周運動的組合描述行星運動
亞里士多德 日月行星在以地球為中心的同心球殼中運行

地心說 日心說
基本觀點 地球是宇宙的中心，是靜止不動的；太陽、月亮及其它行星都繞地運動 太陽是靜止不動的，地球和其它行星圍繞太陽運動行星做圓周運動
代表人物 托勒密 哥白尼
爭論焦點 宇宙的中心？






困惑的青春：地心說與日心說
行星逆行
托勒密
哥白尼
VS
信仰的危機
威脅到了教會的統(tǒng)治地位

支持日心說的科學(xué)家受到了教會的壓制和迫害

哥白尼 《天體運行論》的出版

“在真理面前我半步也不會退讓！”
——布魯諾
布魯諾
思考中走向成熟：開普勒定律及其建立
第谷
開普勒
開普勒（1571-1630）的研究
高難度工作，從第谷數(shù)據(jù)尋找行星運動規(guī)律
科學(xué)研究的一般過程
猜想—事實檢驗—完善—再檢驗—再完善
堅持不懈的科學(xué)精神
不怕失敗，70多次嘗試，16年的努力，否定19種假設(shè)
勇于創(chuàng)新的精神
從“勻速圓周運動”到 “偏心圓形軌道”到“橢圓”
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
沒有放過“8角分”的偏差
使哥白尼日心說取得了徹底的勝利
后人將他的發(fā)現(xiàn)稱為開普勒行星運動定律。

橢圓
橢圓
橢圓
焦點
軌道
行星軌道的近圓性
看課本上太陽系八顆行星的軌道圖
實際上絕大多數(shù)行星繞太陽的軌道十分接近于圓，可以認(rèn)為太陽在圓心處；
行星軌道的半長軸近似可以看成圓的半徑
中學(xué)階段，我們可以近似按照圓軌道處理行星的運動問題
連線
相等的時間
面積
面積
北半球春夏兩季186天，秋冬兩季179天

a
半長軸
三
公轉(zhuǎn)周期
二
周期
太陽系行星數(shù)據(jù)

開普勒行星運動定律為我們描述了一幅簡潔清晰的太陽系行星運動圖景。也使得日心說觀點與天文觀測事實高度的一致起來。

古代樸素宇宙觀
牛頓力學(xué)體系建立
托勒密本輪均輪理論
哥白尼發(fā)表《天體運行論》
布魯諾使日心說廣泛傳播宣傳
第谷進行精確天文觀測
開普勒完成行星運動定律
哈雷預(yù)測彗星回歸
2世紀(jì)
1543
1600
1619
1682
人類認(rèn)識行星運動的歷程
1581
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了開普勒行星運動定律，也重溫了一代科學(xué)先驅(qū)突破中世紀(jì)的黑暗，堅持真理，不懈奮斗，迎來近代科學(xué)黎明的一段歷程。從他們的事跡中我們感受到很多。
真理沒有盡頭，科學(xué)永遠不會停止進步?？茖W(xué)觀念、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，組成了一個有機的整體，指引著人類在探索自然的道路上不斷前行，讓我們一起努力。
形成檢測
1、兩顆小行星都繞太陽做圓周運動，它們的周期分別是T和3T， 試求它們繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑之比？
形成檢測
2、有一行星，距離太陽的平均距離是地球到太陽平均距離的８倍，則該行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期是多少年？
形成檢測
3、地球公轉(zhuǎn)運行的軌道半徑Ｒ＝1.49×1011m,若把地球的公轉(zhuǎn)周期稱為１年，土星運行的軌道半徑是ｒ＝1.43×1012m，那么土星的公轉(zhuǎn)周期多長？
謝謝
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第6章 萬有引力與航天
第1節(jié) 行星的運動
一、不定項選擇題
1.1990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠鏡送上距地球表面約600km的高空，使得人類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大的進展.假設(shè)哈勃望遠鏡沿圓軌道繞地球運行.已知地球半徑為6.4×106m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6×107m這一事實可得到哈勃望遠鏡繞地球運行的周期，以下數(shù)據(jù)中最接近其運行周期的是( ).
A .0.6小時 B .1.6小時 C .4.0小時 D .24小時
2.某彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓，下面說法中正確的是(　　)
A．彗星在近日點的速率大于在遠日點的速率
B．彗星在近日點的角速度大于在遠日點的角速度
C．彗星在近日點的向心加速度大于在遠日點的向心加速度
D．若彗星公轉(zhuǎn)周期為75年，則它的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的75倍
3．某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為月球繞地球運轉(zhuǎn)半徑的，設(shè)月球繞地球運動的周期為27天，則此衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期大約是(　　)
A.天 B.天 C．1天 D．9天
4.下列說法正確的是（ ）
A．太陽系中的八大行星有一個共同的軌道焦點
B．行星的運動方向總是沿著軌道的切線方向
C．行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直
D．太陽是靜止不動的
5.如圖所示，某行星沿橢圓軌道運行，遠日點離太陽的距離為a，近日點離太陽的距離為b，過遠日點時行星的速率為va，則過近日點時的速率為(　　)
A．vb＝ va B．vb＝ va
C．vb＝ va D．vb＝va
6．關(guān)于開普勒定律，下列說法正確的是(　　)
A．開普勒定律是根據(jù)哥白尼對行星位置觀測記錄的大量數(shù)據(jù)，進行計算分析后獲得的結(jié)論
B．根據(jù)開普勒第二定律，行星在橢圓軌道上繞太陽運動的過程中，其速度隨行星與太陽之間距離的變化而變化，距離小時速度大，距離大時速度小
C．行星繞太陽運動的軌道，可以近似看成圓，即可認(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運動
D．開普勒定律，只適用于太陽系，對其他恒星系不適用；衛(wèi)星(包括人造衛(wèi)星)繞行星的運動，是不遵循開普勒定律的
7．把火星和地球繞太陽運行的軌道視為圓，由火星和地球繞太陽運動的周期之比可求得(　　)
A．火星和地球的質(zhì)量之比 B．火星和太陽的質(zhì)量之比
C．火星和地球到太陽的距離之比 D．火星和地球繞太陽運行速度大小之比
8．如圖所示，2006 年8月24日晚，國際天文學(xué)聯(lián)合會大會投票，通過了新的行星定義，冥王星被排除在行星行列之外，太陽系行星數(shù)量由九顆減為八顆。若將八大行星繞太陽運行的軌跡粗略地認(rèn)為是圓，各星球半徑和軌道半徑如表所示。
行星名稱 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
星球半徑 (×106m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4
軌道半徑 (×1011m) 0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0
從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近(　　)
A．80年 B．120年 C．165年 D．200年
9．在天文學(xué)上，春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季。如圖所示，從地球繞太陽的運動規(guī)律入手，下列判斷正確的是(　　)
A．在冬至日前后，地球繞太陽的運行速率較大
B．在夏至日前后，地球繞太陽的運行速率較大
C．春夏兩季與秋冬兩季時間相等
D．春夏兩季比秋冬兩季時間長
二、計算題
10. 飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動，其周期為T,地球半徑為R0,若飛船要返回地面，可在軌道上某點A處將速率降到適當(dāng)?shù)臄?shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓與地球表面在B點相切，求飛船由A點到B點所需要的時間。











參考答案
1.B
2.ABC　
3.C
4.答案：AB
5.[答案]　C
6.BC
7.CD
8.C
9.AD
10.













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§6.1 行星的運動
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、了解人類對行星運動規(guī)律的認(rèn)識歷程；
2、知道開普勒行星運動定律及其科學(xué)價值；
3、了解觀察的方法在認(rèn)識行星運動規(guī)律中的作用；
4、體會科學(xué)家們在行星運動的探索和研究中表現(xiàn)出的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。。
【重、難點】
理解開普勒三定律的內(nèi)容及其簡單應(yīng)用，了解人類對行星運動規(guī)律的認(rèn)識歷程
【前置補償】
閱讀課本，了解人類認(rèn)識天體運動的歷史過程
【探究學(xué)習(xí)】
一、地心說與日心說
地心說 日心說
基本觀點
代表人物
爭論焦點
二、開普勒行星運動定律及其建立過程
開普勒第一定律（__________定律）：
所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是__________，太陽處在_______的一個________上。
做一做：


開普勒第二定律（__________定律）：
對于任意一個行星來說，它與太陽的_________在____________內(nèi)掃過相等的_______。
這個定律告訴我們，當(dāng)行星離太陽較近時，運行的速度比較____，離太陽較遠時速度較____。

開普勒第三定律（__________定律）：
所有行星的軌道的_________的_____次方跟它的_________的_____次方的比值都相等。
公式表示：



思考：開普勒第三定律中的比值k對哪些天體是相同的？

開普勒行星運動定律的應(yīng)用：哈雷的預(yù)言
例：天文學(xué)家哈雷在1682年跟蹤過一顆彗星，該彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言了該彗星再次回來的的時間，你能估算出該彗星的周期嗎？
【形成檢測】
1.關(guān)于日心說被人們所接受的原因是（ ）
A.以地球為中心來研究天體的運動有很多無法解決的問題
B.以太陽為中心來研究天體的運動，許多問題都可以解決，行星運動的描述也變簡單了
C.地球是圍繞太陽運轉(zhuǎn)的
D.太陽總是從東邊升起，從西邊落下
2.關(guān)于的常量k，下列說法正確的是（ ）
A．對于所有星球的行星或衛(wèi)星，k值都相等
B．不同星球的行星或衛(wèi)星，k值不相等
C．k值是一個與星球無關(guān)的常量
D．k值是一個與星球有關(guān)的常量
3．關(guān)于太陽系中行星運動的軌道，以下說法正確的是（ ）
A．所有行星繞太陽運動的軌道都是圓
B．所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓
C．不同行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸是不同的
D．不同行星繞太陽運動的橢圓軌道是相同的
4．一年四季, 季節(jié)更替. 地球的公轉(zhuǎn)帶來了二十四節(jié)氣的變化. 一年里從立秋到立冬的時間里, 地球繞太陽運轉(zhuǎn)的速度___________, 在立春到立夏的時間里, 地球公轉(zhuǎn)的速度___________. (填“變大”、“變小”或“不變”)
5．一顆近地人造地球衛(wèi)星繞地球運行的周期為84分鐘，假如月球繞地球運行的周期為30天，則月球運行的軌道半徑是地球半徑的_________倍。


參考答案：
1. AB 2. B 3. BC 4.變小，變大 5. 6.4











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