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第七章万有引力与航天一、行星的运动一、行星的运动地心说与日心说对天体的运动，历史上有过“地心说”和“日心说”两种对立的认识。发生过激烈的斗争。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。一、地心说托勒密地心说托勒密，伟大的古代天文学家（约90～168），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．地心说描绘了一个复杂的天体运动图象。二、日心说哥白尼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。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”。(4)．恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间的距离要大得多。哥白尼的日心说体系的一些内容是：(1)．水星、金星、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使我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。“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。这种学说和宗教的主张是相反的。后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：二、日心说“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”日心说认为：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动。实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。哥白尼天才的观测家他多年精心观测得到大量的资料，为开普勒发现行星运动三定律准备了基础毕生精力投入到行星位置的测量中，他所做的天文仪器观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的第谷第谷·布拉赫（1546-1601），丹麦天文学家和占星学家。擅长行星的观测数学天才按照匀速圆周运动进行尝试性计算.与第谷的观测数据有8’的角度偏差.哥白尼的“完美”的匀速圆周运动第一次受到了怀疑.开普勒开普勒（1571-1630），德国天文学家，第谷的助手,擅长数学归纳三、开普勒三定律开普勒欣喜若狂地说：十六年了，我终于走向光明，认识到的真理远超出我的热切期望。１．开普勒第一定律(轨道定律)：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．行星轨道焦点太阳焦点●o焦点焦点半长轴a椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两焦点的距离之和有什么关系?２．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．FF３．开普勒第三定律（周期定律）：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都相等．kTR23 RFF地球比值k是与行星无关而只与中心天体有关的恒量．需要注意：（1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时比值k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速圆周运动．（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的．开普勒三定律例题：下列说法正确的是（）A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说和地心说都是错误的例题:若已知地球对它所有卫星的k值等于1.01×1013m3/s2,试求出月球运行的轨道半径.(月球绕地球运转的周期大约是27天)小结：日心说战胜地心说．开普勒发现的行星运动定律为研究行星的运动提供了依据．请同学们谈谈四位科学家身上有哪些值得大家学习的精神？托勒密哥白尼第谷开普勒日地月均轮本轮火星地球火星运动路径