2008-2009学年度高一物理必修2活动单第六章万有引力与航天§6.1行星的运动太阳与行星间的引力【学习目标】1、了解人类认识天体运动的历史过程。2、理解开普勒三定律的内容及其简单应用，掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。3、知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关。4、学习科学家发现万有引力定律的过程与方法。活动一、自主学习一、人类认识天体运动的历史1、“地心说”的内容及代表人物：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。代表人物：亚里士多德；托勒密2、“日心说”的内容及代表人物：日心说认为太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都是围绕太阳做匀速圆周运动。代表人物：哥白尼二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第一定律：。开普勒第二定律：。开普勒第三定律：。即：地心说的代表人物是古希腊的天文学家托勒密，他在公元127-151年进行观测，进一步发展了地心说。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他的假设较为完满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。2．日心说日心说的内容：太阳是宇宙中心并且静止不动，一切行星都围绕太阳做圆周运动。日心说最早由阿利斯塔克（公元前四世纪到三世纪）在公元前260年提出，他认为地球每天在自己的轴上自转，每年沿圆周轨道饶日一周，太阳是不动的，是宇宙中心，而地球等行星则以太阳为中心沿圆周运动。但阿利斯塔克的见解当时没有人表示理解或接受，因为这与人们肉眼看到的表观景象不同。1535年，波兰科学家哥白尼用“四个九年的时间”完成了长达六卷的科学巨著《天体运行论》，对日心说有更具体的论述和数学论证。此书的出版是科学史上的一次革命，被誉为是“自然科学的独立宣言”。3．两种学说的斗争我们看到，从公元前三世纪地心说的提出到16世纪哥白尼对日心说做出数学论证，地心说统治了人们的思想长达一千五百多年。托勒密的天体模型之所以能够流行千年，是有它的优点和历史原因的。它的主要特点是：2008-2009学年度高一物理必修2活动单A．绕着某一中心的匀角速运动，符合当时占主导思想的柏拉图的假设，也适合于亚里士多德的物理学，易于被接受。B．用几种圆周轨道不同的组合预言了行星的运动位置，与实际相差很小，相比以前的体系有所改进，还能解释行星的亮度变化。C．地球不动的说法，对当时人们的生活是令人安慰的假设，也符合基督教信仰。在当时的历史条件下，托勒密提出的行星体系学说，是具有进步意义的。A．首先，它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体。B．其次，从恒星天体上区分出行星和日月是离我们较近的一群天体，这是把太阳系从众星中识别出来的关键性一步。由于观测技术的进步，随着对行星的研究的加深，人们感到地心说对天体运动的解释过于复杂和人为化，而日心说对行星的运动的解释更为合理简单。但日心说危及教会的思想统治。到哥白尼的年代，当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期，亚里士多德－托勒密的地球中心说早已被基督教会改造成为基督教义的支柱。罗马教廷后来对公开支持日心说的科学家加以迫害，并于公元1616年把《天体运行论》列为禁书。然而经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作，哥白尼的学说不断获得胜利和发展。哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的第谷（1546-1601）进行的。第谷连续20年对750颗左右恒星进行观察并有准确记录。二、开普勒定律虽然哥白尼、伽利略等人否定了地心说，但仍然认为其他行星围绕太阳做简单的完美的圆周运动。1601年，第谷临终前将自己观测并准确记录的资料、数据、图表全部交给了开普勒，希望他能完成天文观测和研究事业。1．开普勒第一定律开普勒用很长的时间对第谷遗留下来的观测资料进行分析。由于火星的数据最多，他将火星选为行星绕日运动的突破口。起先他仍按传统观念，认为行星作匀速圆周运动。但是经过反复推算发现，对火星来说，无论按哥白尼的方法，还是按托勒密或第谷的方法，都不能算出同...
