5.3 人类对太空的不懈追求—鲁科版高中物理必修二课件 (共20张PPT)

5.3 人类对太空的不懈追求 * 一、古希腊人的探索 以亚里士多德为代表的古 希腊人认为地球位于宇宙的中 心。所有天体都围绕宇宙的中 心——地球做匀速圆周运动。 围绕地球的天体的排列顺序为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、最外层为恒星的球壳。 * 托勒密天体模型 二、文艺复兴的撞击 1543年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人宣布了他几十年来研究的成果《天体运行论》。正式推出了日心说。哥白尼认为，太阳是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都围绕太阳做匀速圆周运动。月球是地球的卫星。但是，当时人们对哥白尼的日心说并不认同。 开普勒研究了第谷连续20年的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道。但他失败了。因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有8′的误差。开普勒相信这不是第谷的粗心，而是哥白尼的理论还需要进一步完善。从此他开始研究行星的非匀速圆周运动。经过多年的埋头计算，数十次的否定自己的设想，开普勒最终发现了更精确的行星运动规律，并先后提出了三大定律。 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过的面积相等。 开普勒第三定律：行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公转周期T的平方成正比。 三、牛顿的大综合 人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什么会这样运动。 亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动。 开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，并且天体受到磁力随距离的增加而减弱。 胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的向心力的作用才进行圆周运动。 牛顿用数学方法证明了物体围绕中心运动时有一向心力。由于物体沿椭圆轨道运动，向心力与质点到中心的距离的平方成反比。继而推广到宇宙中的物体都在彼此吸引。牛顿将地球对物体的引力扩展到月球，认为地球引力与太阳对行星的作用力，行星对卫星的作用力是性质相同的力，在此基础上，牛顿最终给出了具有科学革命价值的万有引力定律： 四、人类对太空的探索 １９０３年，人类飞天史上的一个里程碑。那一年，莱特兄弟驾驶着他们在自行车修理车间里制造的第一架飞机“飞行者１号”，实