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第七章 万有引力与宇宙航行
第1节 行星的运动
(1)内容：地球是宇宙的中心, 静止不动，太阳、月亮以及其它行星都绕地球做匀速圆周运动。
(2)创始人:
一、古人对天体运动的看法
1.地心说：
古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出
古埃及学者托勒密进一步发展而和完善
②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。
①符合人们的日常经验；
(3)统治很长时间的原因：
第1节 行星的运动
火星逆行
地心说的困难：
古埃及：托 勒 密
火星轨道
火星逆行
地心说的困难：
古埃及：托 勒 密
古埃及：托 勒 密
波兰：哥 白 尼
太阳是宇宙的中心。且静止不动，月球绕地球运动，地球和其它行星都绕太阳做匀速圆周运动。
(2)创始人:
2.日心说：
波兰学者：哥白尼提出
意大利学者：伽利略
丹麦学者：第谷·布拉赫
德国学者：开普勒
二、开普勒三大定律
一、古人对天体运动的看法
1.地心说：
(1)内容：
哥 白 尼
第1节 行星的运动
（轨道定律）
二、开普勒三大定律
所有行星绕太阳运动轨道是椭圆，
1.第一定律 :
太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
半长轴
半短轴
焦点
焦点
2.第二定律：
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
（面积定律）
即速度与行星到太阳的距离成反比
二、开普勒三大定律
1.第一定律 :
（轨道定律）
行 星 轨道半长轴a(m) 公转周期T(s）
水星 5.79×1010 7.6×106
金星 1.08×1011 1.94×107
地球 1.49×1011 3.16×107
火星 2.28×1011 5.94×107
木星 7.78×1011 3.74×108
土星 1.43×1012 9.30×108
天王星 2.87×1012 2.66×109
海王星 4.50×1012 5.20×109
行星轨道数据表
a3/T2
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.36×1018
3.37×1018
3.37×1018
它们之间有什么关系吗？
（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。
即：a3 / T 2 = k
3.第三定律 :
短轴
长轴
注意：
①K由被绕天体（中心天体）质量决定，
和行星质量无关。
②开普勒定律也适用于卫星绕行星系统。
a
2.第二定律：
（面积定律）
二、开普勒三大定律
1.第一定律 :
（轨道定律）
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.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
2. 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
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
3.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
3.所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
即r /T =k
r
R
星球半径
轨道半径
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
思考：地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为“哈雷彗星”。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球将在那一年？
R彗3
T彗2
R地3
T地2
=
T彗2
=
R彗3
R地3
T地2
=5832年
76.356年
T彗=
解：
1.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
课堂练习
C
2.关于行星的运动以下说法正确的是（ ）
A、行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长
B、行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长
C、水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长
D、冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长
BD
课堂练习
3.从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为（ ）
A．2:1
B．4:1
C．8:1
D．1:4
B
课堂练习
4.木星的公转周期约为12年，地球到太阳的距离为1天文单位，将行星绕太阳运动近视看作匀速圆周运动。则木星到太阳的距离为（　　）
A、2天文单位
B、4天文单位
C、5.2天文单位
D、12天文单位
C
课堂练习

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