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人教版普通高中物理 必修二
7.1行星的运动
一、两种对立的学说
1.地心说
①地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
②代表人物：托勒密
2.日心说
①太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动。
②代表人物：哥白尼
3.日心说VS地心说
(1)地心说比较符合人们的日常生活经验，长期居于统治地位。但地心说的本轮、均轮理论过于复杂，经过长期争论最终日心说战胜了地心说。
(2)局限性:古人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、最和谐的匀速圆周运动。
开普勒研究了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。
开普勒-德国(1571-1630)
第谷
开普勒是“日心说”“忠实的信仰者,但在应用行星绕太阳做圆周运动的模型描述火星运动时,发现与老师第谷的天文观测值有8′的误差！当时公认第谷的观测误差不超过2′！
①第谷观察的误差
②火星包括其他行星绕太阳的轨道根本就不是圆形？！
开普勒在对大量的观察数据进行分析处理、反复核算之后现火星在做椭圆运动，并提出了行星运动定律。
开普勒---天空的“立法者”
1.开普勒第一定律（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（公共）焦点上。
二、开普勒三大行星运动定律
2.开普勒第二定律（面积定律）：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
针对训练1.如图1所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，A、B分别为地球绕太阳运动的近日点和远日点，地球经过这两点时的速率分别为vA和vB；阴影部分为地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用SA和SB表示，则vA_____vB、SA______SB.(均选填“>”“＝”或“<”)
图1
>
＝
①近日点速度大，远日点速度小
3.开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
注：①其中a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期，k只与中心天体质量有关。
②该定律不仅适用太阳系，也适用于地月系，不同的天体系统k值不同，如下表。
行星 或卫星 中心体 半长轴(x106km) 公转周期(天) K值
水星 太阳 57 87.97 3.36×1018
金星 108 225 3.35×1018
火星 228 687 3.36×1018
同步卫星 地球 0.0424 1 1.02×1013
月球 0.3844 27.322 1.02×1013
K是一个只与中心天体质量有关的物理量，中心天体不同K值不同。
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；
三、行星运动的近似处理
椭圆近似为圆
1.判断正误
①同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小.(　　）
②行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长.(　　)
③开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(　　)
④开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳也无关.(　　)
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2.某行星沿椭圆运动，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率Vb为
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3.长期以来，“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19600km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家又发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近
后者解题更方便快捷
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4.木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为
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感谢聆听

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