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第七章
万有引力与宇宙航行
7.1　行星的运动
地心说、日心说
托勒密（古希腊，约90年—168年）
地球处于宇宙中心静止不动，其他行星在各自的圆轨道上绕地球运转。
哥白尼（波兰，1473年—1543年）
所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近。
地心说、日心说
第谷（丹麦，1546年—1601年）
观测到大量行星视运动数据
开普勒（德国，1571年—1630年）
提出开普勒三大定律
开普勒第一定律
开普勒定律
1.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。（故第一定律又称轨道定律）
2.对于绕太阳运动的行星而言，不同行星有不同轨道，但太阳处于公共焦点上。
认识椭圆
开普勒定律
椭圆：平面内到定点F1、F2的距离之和等于常数的动点P的轨迹。
离心率e：半焦距a与半长轴c之比
圆：e=0
椭圆：0双曲线：e>1
开普勒第一定律
开普勒定律
3.在高中阶段，如无特殊说明，可将行星轨道视为圆周轨道。
表1 绕太阳运行的行星及其轨道离心率
开普勒第二定律
开普勒定律
1.定律：对于任意行星而言，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。（故第二定律又称面积定律）
2.近日点速度最大，远日点速度最小。
　　练：一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动,地球位于椭圆轨道的一个焦点上,如图所示,地球距离卫星的近地点A的距离为L,距离卫星的远地点B的距离为s,求卫星在A点和B点的速度之比。
开普勒第二定律
开普勒定律
　　解：由开普勒第二定律知：
由于在A、B点附近速度大小变化很小，所以有：；
联立解得：
开普勒第二定律
开普勒定律
开普勒第三定律
开普勒定律
表2 行星半长轴与周期
T与a成何关系？
开普勒第三定律
开普勒定律
1.定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方之比相等。（故第三定律又称周期定律）
2.表达式：
①k为只与中心天体有关的常数，该定律也适用于其他中心天体
②在椭圆轨道中a为半长轴，近似处理为圆周轨道后a为半径
开普勒第三定律
开普勒定律
练：太阳系八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地视为圆，下表是各星球的半径和轨道半径。从表中所列数据可以估算出天王星的公转周期最接近（ ）
开普勒第三定律
开普勒定律
A.80年 B.120年 C.165年 D.200年
C
小结
1．地心说与日心说
2．开普勒第一定律（轨道定律）
3. 开普勒第二定律（面积定律）
4. 开普勒第三定律（周期定律）

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