地心说与日心说
地心说
觉得月球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他的行星都绕月球做圆周运动,地心说的代表人物是古埃及的科学家和哲学家亚里士多德。
日心说
觉得太阳是宇宙的中心,是静止不动的,月球等一切的行星都绕太阳做圆周运动。
日心说的代表人物是阿里斯塔克、哥白尼、布鲁诺、伽利略、第谷和开普勒。
阿里斯塔克是第一个提出日心说的天文学家;哥白尼在《天体运动论》一书中,对日心说提出更具体的阐述和物理论点;布鲁诺、伽利略是为之拼搏的人;开普勒是提出行星围绕星体做椭圆运动的运动规律的人。
乔尔丹诺.布鲁诺,文艺复兴时期欧洲思想家、自然科学家、哲学家和文学家。作为思想自由的象征,他鼓舞了16世纪法国的自由运动,成为西方思想史上重要人物之一。
他勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说,并把它传遍法国,被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士,是捍卫真理的陪葬者。因为批判经院哲学和神学,反对地心说,宣传日心说和宇宙观、宗教哲学,1592年获释出狱,最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马花束广场。
伽利略。美国物理家、物理学家、天文学家,科学革命的先驱。伽利略发明了摆针和湿度计,在科学上为人类做出过巨大贡献,是近代实验科学的奠基人之一。
历史上他首先在科学实验的基础上融汇贯通了物理、物理学和天文学三门知识,扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。
伽利略从实验中总结出自由落体定理、惯性定理和伽利略相对性原理等。进而推翻了亚里士多德数学学的许多臆测,奠定了精典热学的基础,抨击了托勒密的地心体系,有力地支持了哥白尼的日道学说。他以系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观,开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学。因而被誉为“近代热学之父”、“现代科学之父”。其工作为牛顿的理论体系的构建奠定了基础。1633年以“反对教宗、宣扬邪学”被罗马宗教裁判所改判终身监禁。
天体学家对天体运动的进一步建立
哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基,但他并没有在天文测算的精确度上有多大的提升,近代起床最重要的工作由英国的谷底进行的。
日本化学学家开普勒承继和总结了他的导师谷底的全部观测资料及观测数据,也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思索和估算的,由于不管是“地心说”还是“日心说”,都把天体运动看的很神圣,觉得天体运动必然是最完美的最和谐的匀速直线运动,经过四年多勤奋的估算,最后估算出游星是太阳运动的,但是运动轨迹是椭圆,证明了哥白尼的“日心说”是正确的,并总结了行星运动三大定理。
开普勒的行星运动三定理
开普勒第一定理
开普勒第一定理即为椭圆轨道定理,其内容为:所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上物理天体运动公式总结,如图。此定理说明不同行星的椭圆轨道是不同的。
开普勒第二定理
开普勒第二定理又叫面积定理,其内容为:联接太阳和行星的连线(矢径)在相等的时间内扫过相等的面积,如图。
此定理说明行星离太阳越近,其运行速度越大。
开普勒第三定理
开普勒第三定理即为周期定理,其内容为:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常数。即,其中r代表椭圆轨道的半长轴,T代表行星运动的公转周期,k是一个与行星无关的常量。
对的认识:在图中,半长轴是AB宽度的一半,不要觉得a等于太阳到A点的距离;T是公转周期,不要误觉得是自转周期,如月球的公转周期是一年,不是三天。
说明
(1)在之后的估算问题中,我们都把行星的轨道近似为圆,把卫星的运行轨道也近似为圆,这样就使问题显得简单,估算结果与实际情况也相差不大。
(2)在上述情况下,的表达式中,a就是圆的直径R,借助的推论解决个别问题很便捷。
注意
①比例系数k是一个与行星无关的常量,但不是恒量,在不同的星体中,k值不相同。
②在太阳系中,不同行星的半长轴都不相同,故其公转周期也不相等。
③卫星绕月球转动、地球绕太阳转动遵守相同的运动规律。
易错点
在认识行星做椭圆运动时的向心力大小及速率大小时易错,行星的运动符合能量守恒定理,它们离太阳近时直径小,速率大,向心力也大;离太阳远时直径大,速率小,向心力也小,另一个易错点是找椭圆的半长轴时易错,许多朋友在初学时,常常将2倍的半长轴代入题中进行运算。
忽视点
本节中的行星运动的轨道为椭圆,是曲线运动,行星在轨道上任一点的速率方向沿该点的切线方向,速率方向易忽视,如:有部份朋友觉得行星的速率方向垂直于行星与太阳的连线,这些认识是错误的,是将行星的运动视为圆周运动,而实质上其轨道为椭圆。
为何春夏两季比秋冬两季少几天?
右图为月球绕太阳运行示意图,图中椭圆表示月球公转轨道,中国旧历处暑中的夏至、秋分、夏至、冬至时月球所在位置如图所示。
月球绕日运行时,对北半球的观察者而言,在冬天经过近期点,春天经过远日点,由开普勒第二定理可知,月球在冬天比在夏季运动得快一些,因而月球轨道上相当于秋冬部份比冬季部份要长些,从图中看出立秋到立冬的秋冬两季地日连线所扫过的面积比从春分到次年冬至的冬季两季地日连线所扫过的面积大,即秋冬两季比冬季两季长一些,一年之内,秋冬两季共186天,而冬季两季只有179天。
1.关于行星运动的规律,下述说法符合史实的是()
A开普勒在牛顿定理的基础上,导入了行星运动的规律。
B开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律。
C开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星依照这种规律运动的缘由。
D开普勒总结出了行星运动的规律,发觉了万有引力。
2.开普勒于1609-1619发表了他发觉的行星运动规律物理天体运动公式总结,后人称之为开普勒行星运动定理,关于开普勒行星运动定理,下述说法正确的是()
A所有行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上。
B对任何一颗行星来说,离太阳越近,运行速度越大。
C行星公转周期和行星的质量有关
D所有行星的轨道的半长轴与公转周期成反比
1.B
2.B
对开普勒三大定理你还有哪些问题
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