地心說與日心說
地心說
覺得月球是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽(yáng)、月亮以及其他的行星都繞月球做圓周運(yùn)動(dòng),地心說的代表人物是古埃及的科學(xué)家和哲學(xué)家亞里士多德。
日心說
覺得太陽(yáng)是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,月球等一切的行星都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。
日心說的代表人物是阿里斯塔克、哥白尼、布魯諾、伽利略、第谷和開普勒。
阿里斯塔克是第一個(gè)提出日心說的天文學(xué)家;哥白尼在《天體運(yùn)動(dòng)論》一書中,對(duì)日心說提出更具體的闡述和物理論點(diǎn);布魯諾、伽利略是為之拼搏的人;開普勒是提出行星圍繞星體做橢圓運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的人。
喬爾丹諾.布魯諾,文藝復(fù)興時(shí)期歐洲思想家、自然科學(xué)家、哲學(xué)家和文學(xué)家。作為思想自由的象征,他鼓舞了16世紀(jì)法國(guó)的自由運(yùn)動(dòng),成為西方思想史上重要人物之一。
他勇敢地捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的太陽(yáng)中心說,并把它傳遍法國(guó),被世人譽(yù)為是反教會(huì)、反經(jīng)院哲學(xué)的無畏戰(zhàn)士,是捍衛(wèi)真理的陪葬者。因?yàn)榕薪?jīng)院哲學(xué)和神學(xué),反對(duì)地心說,宣傳日心說和宇宙觀、宗教哲學(xué),1592年獲釋出獄,最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬花束廣場(chǎng)。
伽利略。美國(guó)物理家、物理學(xué)家、天文學(xué)家,科學(xué)革命的先驅(qū)。伽利略發(fā)明了擺針和濕度計(jì),在科學(xué)上為人類做出過巨大貢獻(xiàn),是近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人之一。
歷史上他首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融匯貫通了物理、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識(shí),擴(kuò)大、加深并改變了人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和宇宙的認(rèn)識(shí)。
伽利略從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出自由落體定理、慣性定理和伽利略相對(duì)性原理等。進(jìn)而推翻了亞里士多德數(shù)學(xué)學(xué)的許多臆測(cè),奠定了精典熱學(xué)的基礎(chǔ),抨擊了托勒密的地心體系,有力地支持了哥白尼的日道學(xué)說。他以系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀,開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。因而被譽(yù)為“近代熱學(xué)之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”。其工作為牛頓的理論體系的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。1633年以“反對(duì)教宗、宣揚(yáng)邪學(xué)”被羅馬宗教裁判所改判終身監(jiān)禁。
天體學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步建立
哥白尼的宇宙體系動(dòng)搖了基督教宇宙體系的根基,但他并沒有在天文測(cè)算的精確度上有多大的提升,近代起床最重要的工作由英國(guó)的谷底進(jìn)行的。
日本化學(xué)學(xué)家開普勒承繼和總結(jié)了他的導(dǎo)師谷底的全部觀測(cè)資料及觀測(cè)數(shù)據(jù),也是以行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型來思索和估算的,由于不管是“地心說”還是“日心說”,都把天體運(yùn)動(dòng)看的很神圣,覺得天體運(yùn)動(dòng)必然是最完美的最和諧的勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過四年多勤奮的估算,最后估算出游星是太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的,但是運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓,證明了哥白尼的“日心說”是正確的,并總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)三大定理。
開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定理
開普勒第一定理
開普勒第一定理即為橢圓軌道定理,其內(nèi)容為:所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓,太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上物理天體運(yùn)動(dòng)公式總結(jié),如圖。此定理說明不同行星的橢圓軌道是不同的。
開普勒第二定理
開普勒第二定理又叫面積定理,其內(nèi)容為:聯(lián)接太陽(yáng)和行星的連線(矢徑)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,如圖。
此定理說明行星離太陽(yáng)越近,其運(yùn)行速度越大。
開普勒第三定理
開普勒第三定理即為周期定理,其內(nèi)容為:行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是一個(gè)常數(shù)。即,其中r代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期,k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。
對(duì)的認(rèn)識(shí):在圖中,半長(zhǎng)軸是AB寬度的一半,不要覺得a等于太陽(yáng)到A點(diǎn)的距離;T是公轉(zhuǎn)周期,不要誤覺得是自轉(zhuǎn)周期,如月球的公轉(zhuǎn)周期是一年,不是三天。
說明
(1)在之后的估算問題中,我們都把行星的軌道近似為圓,把衛(wèi)星的運(yùn)行軌道也近似為圓,這樣就使問題顯得簡(jiǎn)單,估算結(jié)果與實(shí)際情況也相差不大。
(2)在上述情況下,的表達(dá)式中,a就是圓的直徑R,借助的推論解決個(gè)別問題很便捷。
注意
①比例系數(shù)k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量,但不是恒量,在不同的星體中,k值不相同。
②在太陽(yáng)系中,不同行星的半長(zhǎng)軸都不相同,故其公轉(zhuǎn)周期也不相等。
③衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)、地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)遵守相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
易錯(cuò)點(diǎn)
在認(rèn)識(shí)行星做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力大小及速率大小時(shí)易錯(cuò),行星的運(yùn)動(dòng)符合能量守恒定理,它們離太陽(yáng)近時(shí)直徑小,速率大,向心力也大;離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)直徑大,速率小,向心力也小,另一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)是找橢圓的半長(zhǎng)軸時(shí)易錯(cuò),許多朋友在初學(xué)時(shí),常常將2倍的半長(zhǎng)軸代入題中進(jìn)行運(yùn)算。
忽視點(diǎn)
本節(jié)中的行星運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓,是曲線運(yùn)動(dòng),行星在軌道上任一點(diǎn)的速率方向沿該點(diǎn)的切線方向,速率方向易忽視,如:有部份朋友覺得行星的速率方向垂直于行星與太陽(yáng)的連線,這些認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的,是將行星的運(yùn)動(dòng)視為圓周運(yùn)動(dòng),而實(shí)質(zhì)上其軌道為橢圓。
為何春夏兩季比秋冬兩季少幾天?
右圖為月球繞太陽(yáng)運(yùn)行示意圖,圖中橢圓表示月球公轉(zhuǎn)軌道,中國(guó)舊歷處暑中的夏至、秋分、夏至、冬至?xí)r月球所在位置如圖所示。
月球繞日運(yùn)行時(shí),對(duì)北半球的觀察者而言,在冬天經(jīng)過近期點(diǎn),春天經(jīng)過遠(yuǎn)日點(diǎn),由開普勒第二定理可知,月球在冬天比在夏季運(yùn)動(dòng)得快一些,因而月球軌道上相當(dāng)于秋冬部份比冬季部份要長(zhǎng)些,從圖中看出立秋到立冬的秋冬兩季地日連線所掃過的面積比從春分到次年冬至的冬季兩季地日連線所掃過的面積大,即秋冬兩季比冬季兩季長(zhǎng)一些,一年之內(nèi),秋冬兩季共186天,而冬季兩季只有179天。
1.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,下述說法符合史實(shí)的是()
A開普勒在牛頓定理的基礎(chǔ)上,導(dǎo)入了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
B開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
C開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,找出了行星依照這種規(guī)律運(yùn)動(dòng)的緣由。
D開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,發(fā)覺了萬有引力。
2.開普勒于1609-1619發(fā)表了他發(fā)覺的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律物理天體運(yùn)動(dòng)公式總結(jié),后人稱之為開普勒行星運(yùn)動(dòng)定理,關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定理,下述說法正確的是()
A所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,太陽(yáng)處在圓心上。
B對(duì)任何一顆行星來說,離太陽(yáng)越近,運(yùn)行速度越大。
C行星公轉(zhuǎn)周期和行星的質(zhì)量有關(guān)
D所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期成反比
1.B
2.B
對(duì)開普勒三大定理你還有哪些問題
?申明:本文由中考化學(xué)(ID:)內(nèi)容團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作。轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)事先聯(lián)系協(xié)商授權(quán)。