3.1 认识天体运动（备课件）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（粤教版2019必修第二册）

第三章 万有引力定律 第一节 认识天体运动 粤教版（2019）高中物理必修第二册 河外星系 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 银河系 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 河外星系 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 【地心说】 一、从地心说到日心说 在古代，人们根据日常的观察和经验，提出了“地心说”。他们认为地球是静止不动的，位于宇宙中心，太阳、月亮以及其他行星都绕着地球运动，同时还建立了复杂的圆上加圆的轨道模型来解释观察到的天体运动规律，显得既烦琐又欠精确，如图所示，这种观点经天文学家托勒密发展，成为中世纪在欧洲占统治地位的宇宙观，统治人们思想达一千多年之久。 【地心说】 到了16世纪，波兰天文学家哥白尼主张以简单的几何图形来描述宇宙运行的规律.他经过几十年对天体运动的观测与推算，发现若假设太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动(如图所示)，对行星运动的描述将变得更加简明清晰。于是他提出了“日心说”。 哥白尼“日心说”的提出，不仅在人类认识宇宙的历程中迈出了艰难而又重要的一步，而且冲破了“地心说”对人们思想的禁锢，使人们摆脱对神学和古代经典权威的迷信，以事实作为知识的来源，靠实践判断理论的真伪。 二、开普勒定律 不论是支持“地心说”还是“日心说”的学派，都相信天体的运动一定是完美和谐的匀速圆周运动。但德国天文学家开普勒在应用行星绕太阳做圆周运动的模型描述火星的运动时，发现与丹麦天文学家第谷对火星运行轨道的观测值有8'的偏差。 这是第谷观测的误差，还是火星根本就不绕圆形轨道运动？ 【开普勒第一定律】 所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图所示。 【开普勒第二定律】 如图所示：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 【开普勒第三定律】 所有行星的轨道半长轴的三次方与它公转周期的二次方之比都相等。 若用r表示椭圆的半长轴，T表示行星的公转周期，根据开普勒第三定律，其关系可表示为： 比值k是一个与行星无关而与太阳有关的常量。开普勒关于行星运动的规律也适用于卫星绕行星的运动，只是k值有所不同。 【思考】 1.根据开普勒定律，行星绕太阳的运动在近日点速率大，还是在远日点速率大？为什么？ 2.某行星在近日点到太阳的距离为a，在远日点到太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为va过