7.1行星的运动—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件

第七章 万有引力与宇宙航行 7 行星的运动 水星(mercury) 辰星或昏星；墨丘利(罗马神话中专为众神传递信息的使者) 太阳系八大行星 金星(Venus) 太白（早晨的启明星 、傍晚的长庚星 ）；维纳斯(罗马神话中爱与美的女神 ) 太阳系八大行星 地球(Earth) 盖亚（罗马神话中的大地之神，众神之母） 太阳系八大行星 火星(Mars) 荧惑；玛尔斯 （罗马神话中的战神 ） 太阳系八大行星 木星(Jupiter ) 岁星(木星的公转周期为11.86年，每年经过黄道12份中的一份)；朱庇特 （罗马神话中的众神之王） 太阳系八大行星 土星(Saturn ) 镇星或填星；萨杜恩（罗马神话中农业之神） 太阳系八大行星 天王星(Uranus) 颜色为蓝绿色，希腊神话中统治整个宇宙的天神乌剌诺斯。 太阳系八大行星 海王星(Neptune) 蓝色，罗马神话中的海神涅普顿统治大海的神涅普顿。 太阳系八大行星 地心说与日心说之争 1.地心说（Geocentric） 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。 由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出：地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。这就是地心说。 地心说与日心说之争 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。 1.地心说（Geocentric） 地心说与日心说之争 2.日心说（heliocentric） 随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出的“日心说”所取代。波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。 地心说与日心说之争 2.日心说（heliocentric） 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。 地心说与日心说之争 3.捍卫日心说的斗士们 乔尔丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno）是举世闻名的文艺复兴时期的思想家。他宣传哥白尼的日心说，宣传进步的宇宙观，反对地心说，反对宗教哲学，引起了罗马宗教裁判所的恐惧和仇恨。1592年，布鲁诺在威尼斯被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。 伽利略·伽利雷 (1564～1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家；也是近代实验物理学的开拓者。由于他的天文学发现以及他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日心说的观点，在1632年2月被宗教法庭判为终身监禁。 天体学家对天体运动的进一步完善 1.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。 哥白尼去世后三年，第谷在丹麦出生了。他全身心投入到行星位置的 观测中。在他以前，人们测量天体位置的误差大约是 10′，第谷把这个不确定性减小到 2′。他的 观测结果为哥白尼的学说提供了关键性的支持。 天体学家对天体运动的进一步完善 2.开普勒的天文学观测 德国的物理学家开普勒继承和总结了他的导师第谷的全部观测资料及观测数据，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考和计算的，因为不管是“地心说”还是“日心说”，都把天体运动看得很神圣，认为天体运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动。但结果总是与第谷的观测数据有8′的角度误差.当时公认的第谷的观测误差不超过2′,开普勒想，天体运动很可能不是匀速圆周运动。在这个大胆思路下，开普勒又经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后终于计算出行星是绕太阳运动的，并且运动轨迹为椭圆，证明了哥白尼的“日心说”是正确的。并总结为行星运动三定律。 开普勒行星运动定律 了解椭圆 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆。如图所示，把白纸铺在木板上，然后按上图钉。把细绳的两端系在图钉上用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态。铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点。 开普勒行星运动定律 1.开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 F F 太阳 开普勒第一定律，解决了行星动行的轨道问题，得出了行星运动的轨道不是圆，行星与太阳的距离不断的变化，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以行星的运动就不是哥白尼在“日心说”中所提出的行星的运动是圆周运动。 注意： 太阳并不是位于椭圆中心，而是位于焦点处。 不同行星轨道不同，但所有轨道的焦点重