万有引力与行星的运动课件.ppt
《万有引力与行星的运动课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《万有引力与行星的运动课件.ppt(65页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、行星的运动,一、地心说,托勒密于公元二世纪,提出了自己的宇宙结构学说,即“地心说”.地心说认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动 地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.,托 勒 密,地心说最初是由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。,地心说的建立与发展,基本观点:1.地球是球体。 2.地球是静止不动的,而且处于宇宙的中心,从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,再外面是镶嵌着所有恒星的天球恒星天。最外面,是推动天体运动的原动天。3.所有日月星辰都围绕地球匀速转动。,托勒密对地心说的改进,1.偏心运动。2.本
2、轮与均轮的概念。3.偏心等距点。,地心说遇到的困难,1.北半球冬季的中午较之夏季的中午,太阳看起来要大一些(因而近一些)。2.火星逆行。3.太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,二、日心说,哥白尼在16世纪提出了日心说日心说认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动1543 年哥白尼的天体运行论 出版,书中详细描述了日心说理论.,哥 白 尼,日心说的建立与发展,在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克斯就已经提到过太阳是宇宙的中心,地球围绕太阳运动。完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的天体运行论中提出的。,基本观点:(1)太阳是不动的,而且在宇宙中心,水星、金星、
3、火星、木星、土星和地球一样,都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。(2)月球是地球的卫星,它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周,并随地球绕太阳公转。(3)地球每天自转一周,天穹实际上不转动,只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。,丹麦伟大的天文学家第谷连续20年对行星的位置进行观测并记录了精确的数据。,德国天文学家开普勒(1571-1630)在最初研究他的导师家第谷(1546-1601)所记录的数据时,也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的,但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分,开普勒想,这不容忽视的8分也许
4、是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此,人们长期以来视为真理的观念天体做匀速圆周运动,第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料,经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想,最后终于发现了天体运行的规律开普勒三大定律。,开普勒行星运动的三大定律,开普勒第一定律:(椭圆轨道定律) 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。,将一条绳的两端固定在两个定点(图钉)上,以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值,既 常数。O点为对称中心点, 称为半长轴; 称为半短轴;,认识椭圆,开普勒第二定律:
5、(面积定律) 对于任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间里扫过的面积相等。SAB=SCD=SEK,开普勒行星运动的三大定律,试比较近日点和远日点地球的速度大小?,试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值?,开普勒第二定律(面积定律):对于每一个行星,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等,离太阳近时速度快,离太阳远时速度慢,开普勒第三定律:(周期定律) 所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。R3/T2=K,开普勒行星运动的三大定律,开普勒第三大定律,开普勒第三定律:(周期定律) 所有行星的轨道的半长轴的立方和公转周期的平方成正比。R3/T2=K,开普勒行星运动的三大定
6、律,注意:1.K是一个常量,它与行星无关,与中心 天体有关。 2.轨道半长轴越大,公转周期越大.,日心说成功地解决了地心说遇到的困难,地心说遇到的困难,1.北半球冬季的中午较之夏季的中午,太阳看起来要大一些(因而近一些)。2.火星逆行。3.太阳的运行在夏季较慢而在冬季稍快。,假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点,得在秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短,所以秋冬两季比春夏两季要短。,春92天,夏94天,秋89天,冬90天,根据开普勒第三定律知:所有行星绕太阳运动的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值是一个常数k,可以猜想,这个“k”一定与运动系
7、统的物体有关因为常数k对于所有行星都相同,而各行星是不一样的,故跟行星无关,而在运动系中除了行星就是中心天体太阳,故这一常数“k一定与中心天体太阳有关(通过后面的学习将知道k值与太阳质量的关系),开普勒第三定律,说明:开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动,也适用于卫星绕着地球转,不过比例式 k中的k是不同的,与中心天体有关,规律:,1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心;,2、对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变,即行星做匀速圆周运动;,3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,2,太阳与行星间的引力,万有引力,伽利略,行星的运动是
8、受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ,与距离成反比。,行星的运动是太阳吸引的缘故,并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。,在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上,使得行星绕太阳运动。,开普勒,笛卡尔,胡克,一切物体都有合并的趋势。,科学足迹,科学足迹,牛顿 (16431727)英国著名的物理学家,当年牛顿在前人研究的基础上,也经过类似这样的思考,并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念,深入研究,最终发现了万有引力定律。,牛顿在1676年给友人的信中写道: 如果说我看的比别人更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。,建立模型,诱思:行星的实际运动是椭圆运动,但我们还不了解椭圆运动规律,那应该怎么办?能
9、把它简化成什么运动呢?,建立模型,诱思:既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动?为什么?,行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力,那什么力来提供做向心力? 这个力的方向怎么样?,建立模型,诱思:太阳对行星的引力提供作为向心力,那这个力大小有什么样定量关系?,在1665年,具有高明的数学才能的牛顿,根据自己独特的思维推导得出:太阳对行星的引力与距离平方成反比。但没有弄清这个引力就是提供圆周运动所需要向心力,也没有推导得出行星绕太阳做椭圆运动时,太阳对行星的引力也存在距离平方成反比。在1679年,牛顿在与胡克等人的交流中,逐渐清楚圆周运动一定需要太阳
10、对行星的与距离平方成反比的引力,并应用微积分,推导得出了行星绕太阳做椭圆运动时,太阳对行星的引力也存在距离平方成反比的数学关系式。,阅读材料,科学有险阻,攻艰莫畏难。,课堂小结,今天我们学到了什么?,古人观点,牛顿思考,理论演算,总结规律,建模,理想化,类比,1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是( ) A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星距太阳的距离成反比,随堂练习,A,2、两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 万有引力 行星 运动 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1482834.html