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鲁科版 必修第二册
第四章 万有引力定律及航天
4.3 人类对太空的探索
星空如此迷人
周而复始
宁静而永恒
人类观察星空,为了耕作.为了远行,为了信仰,为了探索大自然的奥秘
一.古希腊人的探索
以亚里士多德为代表的古
希腊人认为地球位于宇宙的中
心。所有天体都围绕宇宙的中
心——地球做匀速圆周运动。
围绕地球的天体的排列顺序为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、最外层为恒星的球壳。
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古希腊人设想每个行星都沿圆周运动，其运动轨迹就是行星的本轮。同时，这个圆的中心运动轨迹就是行星的均轮。
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。
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。
地心说(Geocentric Universe)

托 勒 密
地
心
说
地球是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星围绕地球做圆周运动
二.文艺复兴的撞击
1543年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人宣布了他几十年来研究的成果《天体运行论》。正式推出了日心说。哥白尼认为，太阳是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都围绕太阳做匀速圆周运动。月球是地球的卫星。但是，当时人们对哥白尼的日心说并不认同。
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”。
日心说(heliocentric theory)

日
心
说
太阳是宇宙的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动。
哥白尼
第谷是非常了不起的天文观测家，当时尚未发现望远镜，他通过自制的观测仪器对星体进行认真系统的观测。他的测量结果证明了托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据不相符。
开普勒研究了第谷连续20年的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道。但他失败了。因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有8′的误差。开普勒相信这不是第谷的粗心，而是哥白尼的理论还需要进一步完善。从此他开始研究行星的非匀速圆周运动。经过多年的埋头计算，数十次的否定自己的设想，开普勒最终发现了更精确的行星运动规律，并先后提出了三大定律。
三.牛顿的大综合
人们在研究天体运动的同时，还在探索天体为什么会这样运动。
亚里士多德认为天体由以太元素组成，它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动。
开普勒时代：行星受到太阳的磁力使天体运动，并且天体受到磁力随距离的增加而减弱。
胡克、哈雷等人：天体受到了遵循平方反比率的向心力的作用才进行圆周运动。
牛顿用数学方法证明了物体围绕中心运动时有一向心力。由于物体沿椭圆轨道运动，向心力与质点到中心的距离的平方成反比。继而推广到宇宙中的物体都在彼此吸引。牛顿将地球对物体的引力扩展到月球，认为地球引力与太阳对行星的作用力，行星对卫星的作用力是性质相同的力，在此基础上，牛顿最终给出了具有科学革命价值的万有引力定律.
四.人类“飞天”梦的实现
1957年10月4日，世界第一颗人造地球卫星高速穿过大气层进入太空，绕地球旋转了1 400周，它的成功发射，是人类迈向太空的第一步，这就是苏联发射的“人造地球卫星”1号.该卫星呈球形，外直径为58厘米，质量为83千克，发射于苏联的拜科努尔发射场 .
中国在 1970年发射了人造地球卫星，成为全世界第五个发射人造地球卫星的国家.
苏联宇航员——加加林
1961年，原苏联宇航员加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船在太空飞行了108分钟。
——人类第一次载人航天
1969年，美国宇航员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗11号”宇宙飞船登上月球。
人类的“第一步”
——人类第一次踏上了月球
阿波罗登月
人类登月第一人 :阿姆斯特朗
个人的一小步，人类的一大步(That's one small step for a man, one gaint leap for mankind)
1971 年 4 月 19 日，苏联“礼炮一号”空间站成为人类进入太空的第一个空间站。
1981年，美国的第一架航天飞机试航成功。
（人类的载人航天活动由此进入规模较大、飞行时间较长的空间探索与试验阶段）
1986年1月，美国“挑战者号”航天飞机起飞后凌空爆炸，7名壮志未酬的宇航员、包括一位即将在太空中为几十万美国中学生讲授奇妙太空的中学教师，在万众瞩目中献身蓝天；
２００３年２月，美国“哥伦比亚号”航天飞机在它的第２８次飞行返程途中突然解体，再过１６分钟就能踏上地球的７名宇航员全部牺牲；
浩瀚太空迎来了第一位中国访客——３８岁的中国航天员杨利伟。在３４３公里的高度上，中国人第一次在自己的航天器上看到了人类美丽的地球家园。
神舟五号的顺利升空，不仅仅使得中国人的千年飞天梦想变为现实，更重要的是它标志着在人类探索太空的队伍中，又加入了一支强大而富于创造性的力量。
从这一天起，中国成为继俄罗斯、美国在世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。戚发轫说，梦圆那刻，是他这一生笑得最灿烂、哭得最痛快的一次。
2007年10月24日,成功发射嫦娥一号首颗绕月人造卫星运行在距月球表面200千米的圆形极轨道上执行科学探测任务.
嫦娥一号
2008年9月25日21时10分，翟志刚、刘伯明与景海鹏乘坐“神州7号”载人航天。
27日16时43分出舱活动 .59分返回。
三人多天
神7与神6最大的不同：
实行宇航员出舱活动；
释放小卫星27日19时左右。
28日17时神7返回
神州七号
美国“凤凰”号火星探测器2007年8月4日发射升空，2008年5月25日在火星着陆。
“先驱者”10号太空探测器1972年3月2日发射升空，1986年6月飞出太阳系。
“卡西尼”号土星探测器1997年10月15日发射升空，2004年1日飞抵土星。
探究“黑洞” 宇宙探秘
课后查找资料 了解黑洞理论
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人们对宇宙的探索
并没有因此而停止，反
而激起了人们更深入探
索的兴趣！
你还知道世界航天事业
或宇宙探索方面的哪些成就？

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