5．1 从托勒密到开普勒学 习 目 标知 识 脉 络1.知道地心说、日心说的内容．2．理解开普勒三定律的内容．(重点)3．会运用开普勒三定律解决简单的天体运动问题．(重点、难点)4．通过学习，体会科学探索的艰辛与喜悦.古 代 人 类 对 天 体 运 动 的 研 究1．天体运动的两种学说内容局限性托勒密的地心说地球位于宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动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，而和丹麦天文学家第谷的观测数据不符哥白尼的日心说太阳位于宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动2.开普勒行星运动三定律定律内容公式或图示开普勒第一定律所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于所有椭圆的一个公共焦点上开普勒第二定律对于每一颗行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的立方与公转周期的平方的比值都相等公式：＝k，k 是一个与行星无关而与太阳有关的常量1．太阳系中所有行星有一个共同的轨道焦点．(√)2．太阳系中所有行星的运动速率是不变的．(×)3．太阳系中轨道半径小的行星其运动周期也短．(√)1．日心说具有什么样的局限性？【提示】 日心说在证明地球和其他行星是围绕太阳转的同时，也有缺陷：太阳并非宇宙中心，而是太阳系的中心；地球和其他行星的运动轨道是椭圆而不是圆．2．围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的吗？1【提示】 不是．根据开普勒第二定律，行星离太阳近时运动速率大，离太阳远时运动速率小．如图 511 所示为地球绕太阳运动的示意图，A、B、C、D 分别表示春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置．探讨 1：太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？图 511【提示】 太阳不在轨道平面中心，夏至、冬至地球到太阳的距离不同．探讨 2：一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天？根据地球的公转周期计算火星的公转周期还需要知道什么数据？【提示】 (1)地球绕太阳的运动轨道实际上是椭圆．太阳位于椭圆的两个焦点之一，所以有近日点和远日点并且开普勒第二定律说：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的所以远日点线速度小．近日点速度大，当然春夏比秋冬多几天了．所以北半球春夏比秋冬长，南半球相反．(2)根据＝k，要计算火星的公转周期还要知道火星轨道半径与地球轨道半径的...
