行星的运动

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地心说与日心说

1.地心说:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。

2.日心说:太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动。

3.局限性: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,而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。

开普勒定律

1.开普勒第一定律: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。

2.开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。当行星离太阳较近的时候,运行速度较大,而离太阳较远的时候速度较小。

3.开普勒第三定律: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的比都相等。公式为:a³/T²=k。比值k是一个对所有行星都相同的常量。

开普勒三定律的理解

1.开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题:行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,如图所示。不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的,但所有轨道都有一个共同的焦点——太阳。开普勒第一定律又叫轨道定律。

2.开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题

(1)如图所示,在相等的时间内,面积SASB,这说明离太阳越近,行星在相等时间内经过的弧长越长,即行星的速率越大。开普勒第二定律又叫面积定律。

(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳最近、最远的点。同一行星在近日点速度最大,在远日点速度最小。

3.开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题

(1)如图所示,由a³/T²=k知椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越长。比值k是一个对所有行星都相同的常量。开普勒第三定律也叫周期定律。

(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕地球的运动,对于地球卫星,常量k只与地球有关,而与卫星无关,也就是说k值大小由中心天体决定。

行星运动的近似处理

1.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。

3.所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等,即r³/T²=k

开普勒三定律的应用

1.适用范围:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,开普勒第三定律既适用于做椭圆运动的天体,也适用于做圆周运动的天体。

2.应用

  (1)知道了行星到太阳的距离,就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之,知道了行星绕太阳运行的周期,也可以计算或比较其到太阳的距离。

  (2)知道了彗星的周期,就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴。反之,知道了彗星的半长轴也可以求出彗星的周期。

3.k值:表达式a³/T²=k中的常数k,只与中心天体的质量有关。如研究行星绕太阳运动时,常数k只与太阳的质量有关,研究卫星绕地球运动时,常数k只与地球的质量有关。

行星的运动

高中物理知识点总结

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