高一必修2物理行星的运动知识点整理
(一)科学家对行星运动规律的研究过程
思考1：在古代，人们对天体运动的认识有哪几种学说?
思考2：如何客观的评价这两种学说?
这两种学说都不完善，因为太阳，地球等天体都是运动的，太阳只是太阳系的中心天体，不是宇宙的中心。鉴于当时对自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进，日心说更能完美的解释天体的运动。
思考3：之后的科学家做了哪些努力?
导师丹麦天文学家第谷(1546-1601)是富二代，喜欢观察星系，丹麦国王就把一个小岛给他，配上先进的望远镜观测。对行星进行了多年的观测记录，最后收了一个徒弟叫德国天文学家开普勒(1571-1630)用了20年的时间研究了他的导师丹麦天文学家第谷(1546-1601)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，计算所得数据与观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分,开普勒想,这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的.只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆,而是椭圆,才能解释这种差别.后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料,经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想,最后终于发现了天体运行的规律开普勒三大定律。
(二)开普勒三定律
思考1：开普勒第一定律的内容是?椭圆的焦点是什么?开普勒第一定律的意义是什么?
定义：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，也叫轨道定律。
开一意义：
1.第一定律解决了行星轨道问题,不是圆而是椭圆,行星与太阳的距离在不断变化,有时远离,有时靠近太阳,所以行星的运动就不是哥白尼在日心说中所提出的.圆周运动.
2.太阳并不是位于椭圆中心,而是位于焦点处。
3.不同行星轨道不同,但所有轨道的焦点重合。
思考2：开普勒第二定律的内容是什么?远日点和近日点的速率大小如何?
也叫面积定律。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相等的面积.
行星离太阳比较近时,速度比较快,离太阳比较远时,速度比较慢,即在近日点(线)速度大于远日点速度。
(重点难点)思考3：开普勒第三定律的内容是什么?这个比值取决于什么?怎样理解开普勒第三定律?
也叫周期定律。所有行星的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.比值k是一个对所有行星都相同的常量,与环绕天体无关,只与中心天体有关。
思考4：为了简化研究，在中学阶段的学习中，行星运动按什么运动来处理?这时候开普勒三大定律变为什么内容?
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
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。
3.所有行星的轨道的半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
思考5：使用开普勒三定律时需要注意什么?
(1)开普勒定律适用于所有环绕天体绕中心天体的运动,不过此时比值k是由中心天体质量所决定的另一恒量.
(2)行星的轨道都跟圆近似,因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运动.
(3)开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律,它们每一条都是经验定律,都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的。
思考6：为什么一年之内秋冬两季比春夏两季少几天?
地球绕日运行时，对北半球的观察者而言，在冬天经过近日点，夏天经过远日点，有开普勒第二定律知道，地球在冬天比在夏天运动的快一些，因此，地球轨道上相当于春夏的部分比秋冬的部分要长一些，一年之内，春夏两季共186天，秋冬两季只有179天。
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