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第七章万有引力与宇宙航行

7.1行星的运动

一、地心说和日心说开普勒定律

1．地心说

地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮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。

[注意]古代两种学说都是不完善的，因为不管是地球还是太阳，它们都在不停地运动，并且行

星的轨道是椭圆，其运动也不是匀速率的。鉴于当时人们对自然科学的认识能力，日心学比地心说更

进一步。

3．开普勒定律

定律内容公式或图示

开普勒第一所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，

定律太阳处在椭圆的一个焦点上

开普勒第二对任意一个行星来说，它与太阳的连线

定律在相等的时间内扫过的面积相等

3

a

公式：＝k，k是一个与行星无关

T2

开普勒第三所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的的常量

定律公转周期的二次方的比都相等

[注意]不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的。

二、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)不变，即行星做匀速圆周运动。

3

r

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＝k。

T2

1/29

对开普勒行星运动定律的理

解

教材第45页“做一做”提示：保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状逐渐接近圆的形

状；焦点重合时，半长轴转变为圆的半径。

如图所示是地球绕太阳公转及四季的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日

四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？

提示冬至日，夏至日。由图可知，冬至日地球在近日点附近，夏至日在远日点附近，由开普勒

第二定律可知，冬至日地球绕太阳运动的速度最大，夏至日地球绕太阳运动的速度最小。

对开普勒行星运动定律的理解

定律认识角度理解

各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳是所有轨道的一个

开普勒第一对空间分布的认

共同焦点

定律识

不同行星的轨道是不同的，可能相差很大

行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度

开普勒第二对速度大小的认

减小

定律