天体运行规律幻灯片.ppt

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1、天体运行规律天体运行规律第1页，共12页，编辑于2022年，星期五古人对地球的认识古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远古人根据有限范围内的观察（如日月星辰东升西落、远处天壤相接等），得出处天壤相接等），得出“天圆地方天圆地方”之类的想法。之类的想法。天圆地方第2页，共12页，编辑于2022年，星期五东汉时期的天文学家张衡提出“浑天”说，认为天就像一个大鸡蛋，地球就是其中的蛋黄。第3页，共12页，编辑于2022年，星期五从约公元前从约公元前200年开始，在官方文件中已有关于行星的连年记载，还有流星雨、彗星、日食、年开始，在官方文件中已有关于行星的连年记载，还有流星雨、彗星、日食、太阳

2、黑子以及异乎寻常的云、极光之类的记载，或对慧星的跟踪观测的记录这些现象的观太阳黑子以及异乎寻常的云、极光之类的记载，或对慧星的跟踪观测的记录这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器第4页，共12页，编辑于2022年，星期五 一、地心说地球是宇宙的中心。地球是静止地球是宇宙的中心。地球是静止不动的，不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。地球运动。统治很长时间的原因：统治很长时间的原因：符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教地球是宇宙的中心的说符合宗教地球是宇宙的中心的说法。法。托 勒 密第5

3、页，共12页，编辑于2022年，星期五“地心说地心说”模型模型存在的问题存在的问题（1）随着人们对天体运动的不断研究发现，）随着人们对天体运动的不断研究发现，“地心说地心说”所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多.如果把地球从天如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的行星的位置，换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运换一个角度来考虑天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了动的描述也变得简单了.（2）随着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为）随

4、着世界航海事业的发展，人们希望借助星星的位置为船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，科学家经过长期船队导航，因而对行星的运动观测越来越精确，科学家经过长期观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的观测及记录的大量的观测数据，用托勒密的“地心说地心说”模型很模型很难得出完美的解答。难得出完美的解答。（3）对行星的运动很难得出完满的解答，所描述的行星）对行星的运动很难得出完满的解答，所描述的行星运动也很复杂运动也很复杂.第6页，共12页，编辑于2022年，星期五二、日心说二、日心说哥白尼在哥白尼在16世纪提出世纪提出了日心说了日心说日心说认为太阳是静止日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行不动的

5、，地球和其他行星都绕太阳运动星都绕太阳运动1543 年哥白尼的年哥白尼的天体天体运行论运行论 出版，书中出版，书中详细描述了日心说理论详细描述了日心说理论.哥哥 白白 尼尼第7页，共12页，编辑于2022年，星期五现在观点现在观点地心说、日心说的共同错误：地心说、日心说的共同错误：两者都把天体的运动看得很神圣。两者都把天体的运动看得很神圣。认为天体的运动必然是最完美、和谐的匀速圆周运动认为天体的运动必然是最完美、和谐的匀速圆周运动天体的运动与地面上的运动所遵循的力学规律也应不同天体的运动与地面上的运动所遵循的力学规律也应不同这种神圣被开普勒的行星运动学规律和牛顿的天体动力学这种神圣被开普勒的行

6、星运动学规律和牛顿的天体动力学规律给彻底的否定了规律给彻底的否定了开普勒说：天体运动轨道不是圆周开普勒说：天体运动轨道不是圆周牛顿说：天体运动和地面物体运动一样牛顿说：天体运动和地面物体运动一样第8页，共12页，编辑于2022年，星期五三、开普勒三定律开普勒第一定律开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上的一个焦点上RFF地球地球第9页，共12页，编辑于2022年，星期五FF开普勒第二定律开普勒第二定律：对于每一个行星，对于每一个行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过太阳和行星的联线在相等的时间内

7、扫过的面积相等的面积相等离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢第10页，共12页，编辑于2022年，星期五开普勒第三定律开普勒第三定律：所有行星的轨道的半所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等都相等RFF地球地球比值比值k是与行星无是与行星无关而只与太阳有关关而只与太阳有关的恒量的恒量 第11页，共12页，编辑于2022年，星期五需要注意：需要注意：（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量是由行星质量所决定的另一恒量（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运动速圆周运动（3）开开普普勒勒定定律律是是总总结结行行星星运运动动的的观观察察结结果果而而总总结结归归纳纳出出来来的的规规律律，它它们们每每一一条条都都是是经经验验定定律律，都都是是从从观观察察行行星星运运动动所所取取得得的的资资料料中中总总结出来的结出来的第12页，共12页，编辑于2022年，星期五