7.1 行星的运动 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.1行星的运动 在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。从古至今,人类从未停止过探索星体运动的奥秘。但你可知经历了多少艰辛曲折?有多少人为此付出辛劳、汗水、甚至生命? 关于天体的运动,历史上有过不同的看法. 导 入 浩瀚神秘的星空,蕴藏着一个又一个令人无法理解的存在。我们生活在这一个个秘密当中。 古时候人们认为是神在掌控这一切,经过一代代人的努力,人们用物理“夺取”了部分神的权利,例如解释了天体的运动。 思考与讨论 同学们,先看这样一张照片,有没有见过或者知道的?这个呢叫彗星袭月,也就是彗星的光芒扫过了月亮,古代的人们是怎样认知这种现象的呢?他们把这个称作扫把星,认为是重大灾难的征兆。再来看这一张图片,有没有哪位同学知道的吗?这个呢叫白虹贯日,意思是白色的长虹穿过太阳,实际上这是日晕现象,古代时人们认为这是一种不好的现象,有重大事情要发生。再来看第三张图片,这个呢在古代叫做天狗食月,其实就是月食,也就是地球挡住了太阳照到月球的光,才出现了这种现象。其实最开始的人们是无法正确认知这些现象的,现在的人们能够用科学知识正确解释这些现象,中间经历了一个很漫长的过程。这就是今天所要学习的第一部分。。。 4 在中国,虽然人们很早就进行了天星观测并取得了非凡的成就,但是由于封建集权的限制,没有形成系统的研究。而西方,在亚里士多德提出球星大地的基础上进入了宇宙模型建立的阶段。 托勒密 地心说:代表人物:托勒密(90-168)希腊 地心说:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮等各星体都围绕地球做最完美最和谐的圆周运动。 “地心说”行星运行图 托勒密(希腊)(公元90-168) 总结了希腊古天文学的成就,写成《天文学大成》。确定了一年的持续时间,编制了星表,给出日月食的计算方法等。他把天体运动的地心学说给以系统化的论证,后世遂把这种地心体系冠以他的名字,称为托勒密地心体系。这部巨著是当时天文学的百科全书,直到开普勒的时代,都是天文学家的必读书籍。 地心说行星运行图 日心说:代表人物:哥白尼(1473-1543) 哥白尼 日心说行星运行图 日心说:太阳是宇宙的中心,且太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕太阳做最完美最和谐的圆周运动。 波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算,于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说” 。 “日心说”对天体的描述大为简化,同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限,是一项真正的科学革命。 开普勒行星运动定律 第谷·布拉赫 第谷(丹麦1546-1601):伟大的观测天才 第谷是“日心说”最终战胜“地心说”的科学功臣。哥白尼之后,第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的观测,大大提高了测量的精确程度。在第谷之前,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’。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 第谷也认识到自己虽然有大量精确 可靠的资料,但理论思维,数学演 绎归纳,不是自己的强项。1600年, 开普勒做了第谷的助手,朝夕相处,结成了忘年交。1601年第谷去世,临终前将自己一生的观测资料交给开普勒,嘱托整理发表,并且一定要尊重观察事实。 开普勒(德国1571-1630)伟大的数学天才 约翰尼斯·开普勒 开普勒用 20 年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录,发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆,而是椭圆,才能解释这种差别。开普勒先后否定了19种设想,最后计算出行星绕太阳运动,并且运动轨迹为椭圆,证明了 “日心说”是正确的。开普勒在1609 年和1619 年发表了他发现的规律,后人称为开普勒行星运动定律。 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”。哥白尼以及日心说,建立了全新的模型,问题一下变得简单。日心说开启了现代天文学的时代。解放后的天文学家,在新的模型的基础上展开工作,让整个天文学都获得了长足的进步。 “日心说”相对“地心说”能更完美地解释天体的运动,但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。 其后,许多天文学家对天体运动进行不断的探索、完善,建立了最初的天体运动理论。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷进行的。 哥白尼之后,第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量,大大提高了测量的精确程度。在第谷之前,人们测量天体位置的误差大约是10ˊ,第谷把这个不确定性减小到2ˊ。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 第谷·布拉赫(15