天体运行三定律

天体运行三定律

引言

天体运行是宇宙中最基本的现象之一，对于揭示宇宙的奥秘和理解地球的运行规律至关重要。在天文学中，有着三个重要的定律，也被称为开普勒定律，它们帮助我们理解天体的运动轨迹和相互之间的关系。本文将详细介绍这三定律以及它们的应用。

第一定律：椭圆轨道

开普勒的第一定律表明，天体的运动轨迹是椭圆形的，而不是圆形。这意味着天体绕着一个焦点运行，而不是绕着中心点。椭圆轨道有两个焦点，其中一个焦点是天体所绕行的中心星体。我们的地球绕着太阳运行的轨道就是一个椭圆。开普勒第一定律的发现对于我们理解宇宙的运行方式具有重要意义。

第二定律：面积速度相等

开普勒的第二定律描述了天体在其椭圆轨道上运行时，它与中心天体之间的连线在相等时间内扫过相等的面积。简单来说，当天体距离中心点较近时，它在单位时间内将移动较快，而当天体距离中心点较远时，它在单位时间内将移动较慢。这个定律帮助我们理解了天体在运动过程中的速度变化规律。

第三定律：调和定律

开普勒的第三定律被称为调和定律，它描述了天体运行周期和轨道

半长轴的关系。具体而言，如果我们知道两个天体的轨道半长轴，那么它们的运行周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。这个定律帮助我们计算出天体的运行周期，或者根据已知的运行周期来推算天体的轨道半长轴。

应用举例

这三个定律在天文学中有着广泛的应用。例如，通过观测行星在天空中的位置和轨道，我们可以利用开普勒的三定律来计算行星的运行周期、轨道半长轴等信息。这些信息对于研究行星形成和演化过程以及宇宙的起源和演化等问题至关重要。

开普勒的三定律也被应用于人造卫星和航天器的轨道设计和控制。通过合理地设计轨道半长轴和速度，可以使卫星或航天器的运行更加稳定和高效。这些应用使得我们能够更好地利用空间资源，推动科学研究和探索的发展。

结论

天体运行三定律为我们解释了天体运动的规律和轨迹形状，帮助我们理解宇宙的运行方式。开普勒的第一定律揭示了天体运行轨道为椭圆形；第二定律指出了天体在椭圆轨道上的面积速度相等；第三定律描述了天体运行周期和轨道半长轴之间的关系。这些定律的应用不仅帮助我们研究天文现象，还对于航天技术的发展和应用具有重要意义。通过进一步研究和应用这些定律，我们可以更好地理解宇宙的奥秘，推动科学的进步。

开普勒三定律的应用

万有引力及天体运动 一．开普勒行星运动三大定律 1、开普勒第一定律(轨道定律): 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律(面积定律): 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。 3、开普勒第三定律(周期定律): 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 1、如图所示是行星m 绕恒星M 运动的情况示意图，则下面的说法正确的是： A 、速度最大的点是B 点 B 、速度最小的点是C 点 C 、m 从A 到B 做减速运动 D 、m 从B 到A 做减速运动 二、万有引力定律 1、万有引力定律的建立 ①太阳与行星间引力公式 ②月—地检验 ③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G 2、万有引力定律 ①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。即： ②适用条件 （Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。 （Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。 ③运用 地上：忽略地球自转可得： 2）计算重力加速度 地球上空距离地心r=R+h 处 方法： 在质量为M ’，半径为R ’的任意天体表面的重力加速度' 'g 方法： （3）计算天体的质量和密度 利用自身表面的重力加速度： 天上：利用环绕天体的公转： 等等 （注：结合 得到中心天体的密度） （4）双星：两者质量分别为m 1、m 2，两者相距L 特点：距离不变，向心力相等，角速度相等，周期相等。 双星轨道半径之比： 双星的线速度之比： 三、宇宙航行 1、人造卫星的运行规律 2Mm F G r =11226.6710/G N m kg -=⨯⋅12 2m m F G r =2 R Mm G mg =2' '''' 'R m M G mg =mg R Mm G =2r T m r m r v m r Mm G 222 224πω===3 3 4R M πρ⋅=2' ) (h R Mm G mg +=1 22121m m v v R R = =2 2(1) :M m GM v G m v r r r ==卫地地卫由得r T m r m r v m r Mm G 222 224πω===

天体运行三定律

天体运行三定律 引言 天体运行是宇宙中最基本的现象之一，对于揭示宇宙的奥秘和理解地球的运行规律至关重要。在天文学中，有着三个重要的定律，也被称为开普勒定律，它们帮助我们理解天体的运动轨迹和相互之间的关系。本文将详细介绍这三定律以及它们的应用。 第一定律：椭圆轨道 开普勒的第一定律表明，天体的运动轨迹是椭圆形的，而不是圆形。这意味着天体绕着一个焦点运行，而不是绕着中心点。椭圆轨道有两个焦点，其中一个焦点是天体所绕行的中心星体。我们的地球绕着太阳运行的轨道就是一个椭圆。开普勒第一定律的发现对于我们理解宇宙的运行方式具有重要意义。 第二定律：面积速度相等 开普勒的第二定律描述了天体在其椭圆轨道上运行时，它与中心天体之间的连线在相等时间内扫过相等的面积。简单来说，当天体距离中心点较近时，它在单位时间内将移动较快，而当天体距离中心点较远时，它在单位时间内将移动较慢。这个定律帮助我们理解了天体在运动过程中的速度变化规律。 第三定律：调和定律 开普勒的第三定律被称为调和定律，它描述了天体运行周期和轨道

半长轴的关系。具体而言，如果我们知道两个天体的轨道半长轴，那么它们的运行周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。这个定律帮助我们计算出天体的运行周期，或者根据已知的运行周期来推算天体的轨道半长轴。 应用举例 这三个定律在天文学中有着广泛的应用。例如，通过观测行星在天空中的位置和轨道，我们可以利用开普勒的三定律来计算行星的运行周期、轨道半长轴等信息。这些信息对于研究行星形成和演化过程以及宇宙的起源和演化等问题至关重要。 开普勒的三定律也被应用于人造卫星和航天器的轨道设计和控制。通过合理地设计轨道半长轴和速度，可以使卫星或航天器的运行更加稳定和高效。这些应用使得我们能够更好地利用空间资源，推动科学研究和探索的发展。 结论 天体运行三定律为我们解释了天体运动的规律和轨迹形状，帮助我们理解宇宙的运行方式。开普勒的第一定律揭示了天体运行轨道为椭圆形；第二定律指出了天体在椭圆轨道上的面积速度相等；第三定律描述了天体运行周期和轨道半长轴之间的关系。这些定律的应用不仅帮助我们研究天文现象，还对于航天技术的发展和应用具有重要意义。通过进一步研究和应用这些定律，我们可以更好地理解宇宙的奥秘，推动科学的进步。

开普勒三定律

开普勒三定律 1. 开普勒三定律 开普勒以第谷详细的天文观测数据为基础，总结出了开普勒行星运动三定律，为牛顿万有引力定律的提出奠定了基础。其主要内容为： 1）第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 说明：第一定律指出了行星运动局限在一个平面上，在高中阶段我们把该问题化简为平面上的圆周运动问题，这就保证了同学们前面学习圆周运动的知识与方法可以应用在本节中。 2）第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 说明：第二定律等效于指出在天体运动中，近星体点速度大而远星体点速度小。要求同学们会根据第二定律进行定性的判定。 3）第三定律（周期定律）：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方

的比都相等。 说明：第三定律定量的指出了行星运动周期与距离中心天体的距离之间的关系，要求同学们会利用第三定律定量计算同一中心天体不同卫星的周期等与圆周运动相关的量。 2. 开普勒第三定律的应用 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 3 2 a k T = 注意：在应用开普勒第三定律的时候，应该注意其成立前提，即：对于同一个中心天体的不同环绕天体。同时应明确，开普勒第三定律既可以讨论圆轨道，也可以讨论椭圆轨道上的运动，对于圆轨道表达式中的a 代表圆轨道半径，对于椭圆轨道表达式中的a 则代表椭圆轨道的半长轴。 1. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（ ） A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 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，找出了行星按照这些规律运动的原因 D. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 答案：B 解析：开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了开普勒三定律，找出了行星运动的规律，但并未找出行星按照这些规律运动的原因，是牛顿发现了万有引力定律 2. 对于开普勒第三定律的表达式3 2a k T =的理解正确的是（ ） A. k 与3a 成正比 B. k 与2T 成反比 C. k 值是与a 和T 无关的值 D. k 值只与中心天体有关 答案：CD 解析：由开普勒第三定律可知，所有行星的半长轴a 的三次方与公转周期T 的平方之比 都是不变的，当a 增大时，T 也增大，使得k 值不变，所以A 、B 错误.k 是由与恒星 有关的量决定，而与a 、T 及行星都无关，故C 、D 正确。

开普勒三大定律感悟

开普勒三大定律感悟 开普勒三大定律感悟 开普勒三大定律是描述行星运动规律的基本法则，由德国天文学家约 翰内斯·开普勒在16世纪末17世纪初发现并总结而成。这三大定律的发现不仅推动了天文学的发展，也对物理学、数学等领域产生了深远 的影响。在我看来，开普勒三大定律不仅仅是一些冰冷的公式和规则，更是一种对宇宙和生命的启示和感悟。 第一定律：行星轨道为椭圆 开普勒第一定律指出，行星绕太阳运动时轨道为椭圆，并非完美的圆形。这个结论虽然早已被证实，但当时却引起了极大的反响和争议。 这个结论突破了古代希腊人关于天体运动规律的认知，也让人们开始 重新审视宇宙万物。 从这个定律中我们可以看出，世界上没有完美无缺的事物。即使是如 此巨大而神秘的宇宙也有着自己独特而不完美的规律。这启示我们应 该接受事物的不完美，不要为了追求完美而过分苛求自己和他人。同时，这个定律也告诉我们，只有当我们勇于突破传统的认知和思维模 式时，才能发现新的规律和真理。

第二定律：行星在轨道上运动时速度不断变化 开普勒第二定律指出，行星在轨道上运动时速度不断变化，且与其离 太阳的距离成反比。这个定律揭示了行星运动的加速度和力学原理， 同时也为后来牛顿发现万有引力定律提供了重要线索。 从这个定律中我们可以看出，在宇宙中一切都是相互联系的。行星在 轨道上运动所受到的力量和加速度是由太阳产生的引力决定的。同样，在人类社会中也是如此，每个人都是相互联系、相互影响的。我们应 该珍视彼此之间的联系和互助精神，并尽可能地为他人带来正面影响。第三定律：行星公转周期与轨道半径平方成正比 开普勒第三定律指出，行星公转周期的平方与其轨道半径的立方成正比。这个定律揭示了行星运动规律的数学本质，同时也为后来牛顿发 现万有引力定律提供了更深刻的理论基础。 从这个定律中我们可以看出，宇宙中一切都有自己独特而美妙的数学 规律。这些规律虽然看似冰冷和抽象，但却是宇宙运动和生命存在的 根本。同样，在人类社会中也有着许多美妙而深刻的数学规律，如黄 金分割、斐波那契数列等等。我们应该珍视数学知识，认真学习和探 索其中蕴含的奥秘。

天体运行圆周运动

一、开普勒三定律： 1、开普勒第一定律： 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆个的一焦点上。 2、开普勒第二定律： 对于每一个行星而言，太阳和行星在相等的时间内扫过相等的面积。 3、开普勒第三定律： 所有的行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 二、万有引力定律：（1687年） 1、定律内容： 自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。 公式推导： 把行星运动近似看成圆周运动，利用向心力公式和开普勒第三定律推导。 2、理解： （1）任何两物体间存在万有引力。 （2）r 的含义：a ：指质点间的距离； b ：均匀几何体指几何中心间的距离。 （3）重力是地球对物体万有引力的一个分力 地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即 从而得出(黄金代换 ) 3、G 的测量： 卡文迪许扭秤实验 （3）G 的意义： a ：数值上等于两质量为1kg 的物体相距1m 时的引力大小。 b ：证明万有引力定律的正确。 （4）大小：G=6.67×10-11Nm2/kg2 特点 特点1、普遍性 万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量物质之间的吸引力，是自然界物质之间的基本相互作用之一。2、相互性 两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力3、宏观性 通常情况下，万有引力非常小，只有在巨大的天体间，或天体与物体间，它的存在才有实际上的意义。4、特殊性 两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关5、适用性 只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，也适用，但应为两质心间的距离 2M m G m g r =2G M gR =

卫星运动规律211天体运动三定律第一卫星运行的轨道是一个圆锥

卫星运动规律 2.1.1 天体运动三定律 第一,卫星运行的轨道是一个圆锥曲线(圆,椭圆,抛物线) e是偏心率,e=c/a,a是半长轴,c是焦距,太阳在其中的一个焦点上. e=0是圆轨道 e1是双曲线轨道 对于本文卫星遥感,轨道有e<1. 第二,卫星的矢径在相等的时间内在地球周围扫过的面积相等 h是一常数,是卫星角速度.对于椭圆轨道,在远地点,r最大,卫星角速度最小,近地点卫星角速度最大. 卫星在轨道上面速度 第三,卫星轨道周期的平方与轨道半长轴的立方成正比 2.1.2 卫星发射速度 卫星作为一个人造天体,服从天体运动规律. 当卫星在绕地圆轨道上面运行时,假设轨道半径等于地球半径,a=r=Re 此时,V1=7.912km/s,称为第一宇宙速度,它是地面的物体脱离地面的最小速度. 若卫星速度继续加大,则卫星将绕椭圆轨道运行,当卫星入轨速度大到一定程度,卫星将脱离地球引力场,变成一颗行星,其轨道也将变成双曲线.此时,a,带入卫星轨道速度公式,, V2=11.2km/s,称为第二宇宙速度.若卫星的入轨速度大宇第二宇宙速度,则卫星将脱离地球成为一颗绕太阳系的行星.当卫星的入轨速度再加大到一定程度甚至可以脱离太阳系,此时速度称为第三宇宙速度V3=16.9km/s. 显然,作为实现对地观测为目的的地球遥感卫星,它的轨道应该是椭圆轨道或者圆轨道. 《航空航天科学技术-P42》 §2.2 卫星轨道 2.2.1 卫星轨道参数 通常使用天球坐标和地理坐标系来描述卫星在空间的位置和运行规律. 天球坐标系:地心为中心,天赤道为基本圈,春分点为原点.天球上面任一点用赤经和赤纬表示.赤经以春分点为起点,反时针方向量度,范围0-360度.赤纬以天赤道为0度,向南北两极为90°.天球坐标系不随地球自转而变. 在天球坐标系内,描述轨道参数如下: a 倾角i:轨道平面与赤道平面的夹角,度量以轨道的上升段为准,从赤道平面反时针旋转到轨道平面的角度. b 升交点赤经:卫星有南半球飞往北半球那一段称为轨道的上升段,由北半球飞往南半球的那一段称为下降段.卫星轨道的升段与赤道平面的交点称为升交点.轨道降段与赤道平面的交点称为降交点.升交点的位置用赤经表示,它表示轨道平面的位置,也表示了轨道平面相对太阳的取向. c近地点角:指轨道平面内升交点和近地点与地心连线的夹角,表示了轨道半长轴的取向. d 轨道半长轴:轨道半长轴决定了卫星轨道的周期. e 偏心率e:确定了卫星轨道的形状. 地理坐标系中的轨道参数 卫星地面接收站在计算卫星轨道,对资料定位时,大多使用地理坐标系.卫星的位置用地球上面的经纬度表示,这种坐标系经度以英国格林威治天文台的子午线为0°,向东到180°为东经,向西到180°为西经,其纬度以赤道为0°,至南北两极为90°,赤道以南是南纬,赤道以北是北纬.

开普勒行星运动三大定律

开普勒行星运动三大定律 ①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的 一个焦点上。 ②第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内 扫过相等的面积。 推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。 ③第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二 次方的比值都相等。 即： 其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。 推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。K 取决于中心天体的质量。 1、有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。 2．关于开普勒行星运动的公式23 T R ＝k ，以下理解正确的是 （ ） A ．k 是一个与行星无关的常量 B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的长半轴 为R 月，周期为T 月，则2323月月地地 T R T R = C ．T 表示行星运动的自转周期 D ．T 表示行星运动的公转周期 3．地球绕太阳运行的半长轴为1.5×1011 m ，周期为365 天；月球绕地球运行的轨道半长轴 为3.82×108m ，周期为27.3 天，则对于绕太阳运行的行星；R 3／T 2的值为______m 3／s 2， 对于绕地球运行的物体，则R 3／T 2＝________ m 3/s 2. 4.我们研究了开普勒第三定律，知道了行星绕恒星的运动轨道近似是圆形，周期T 的平方与轨 道半径 R 的三次方的比为常数，则该常数的大小 ( ) A .只跟恒星的质量有关 B .只跟行星的质量有关 C .跟行星、恒星的质量都有关 D .跟行星、恒星的质量都没关 5、假设行星绕太阳的轨道是圆形，火星与太阳的距离比地球与太阳的距离大53％，,试确定火星上一年是多少地球年。 6、关于开普勒第三定律下列说法中正确的是 （ ） A ．适用于所有天体 B ．适用于围绕地球运行的所有卫星 C ．适用于围绕太阳运行的所有行星 D ．以上说法均错误 7、有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法正确的是 （ ） A.所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B.所有行星绕太阳运动的轨迹都是圆，太阳处在圆心上 C.所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 D.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是相同的 3 2a k T =

高一教科版物理必修二第三章第1节天体运动开普勒三定律(讲义)

二、重难点提示： 重点：1. 开普勒三定律的内容， 2. 掌握并会用开普勒三定律解决天体运动问题； 难点：天体的追及问题。 一、开普勒三定律发现过程 1. 两种学说 地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动。 日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。丹麦天文学家开普勒信奉日心说，通过四年多的刻苦计算，最终发现了三个定律。 2. 发现过程： （1）被称为“星子之王”的第谷·布拉赫在天体观测方面获得不少成就，死后留下二十多年的观测资料和一份精密星表。他的助手开普勒利用了这些观测资料和星表，进行新星表编制。然而工作伊始便遇到了困难，按照正圆轨道来编制火星运行表一直行不通，火星这个“狡猾家伙”总不听指挥，老爱越轨。经过一次次分析计算，开普勒发现，如果火星轨道不是正圆，而是椭圆，那么矛盾不就烟消云散了吗。经过长期细致而复杂的计算以后，他终于发现：行星在通过太阳的平面内沿椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上。这就是行星运动第一定律，又叫“轨道定律”。 （2）当开普勒继续研究时，“诡谲多端”的火星又将他骗了。原来，开普勒和前人都把行星运动当作等速来研究的。他按照这一方法苦苦计算了1年，却仍得不到结果。后来他发现，在椭圆轨道上运行的行星速度不是常数，而是在相等时间内，行星与太阳的连线所扫过的面积相等。这就是行星运动第二定律，又叫“面积定律”。 （3）开普勒又经过9年努力，找到了行星运动第三定律：太阳系内所有行星公转周期的平方同行星轨道半长径的立方之比为一常数，这一定律也叫“周期定律”。 二、开普勒三定律内容 随着人类航天技术的飞速发展和我国嫦娥绕月卫星的发射成功，以天体运动为载体的问题将成为今后的考查热点。在现行的高中物理教材中主要引用了开普勒三大定律来描述天体运动的规律，这三条定律的主要内容如下： 1. 开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。 使用条件：椭圆或圆，若轨道为圆则太阳位于圆心。 2. 开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

牛顿三大定律在太空中的应用

牛顿三大定律在太空中的应用 牛顿三大定律是物理学中最基本、最重要的定律之一，它们指导着宇宙中的一切物体 运动规律。在太空中，这些定律的应用非常重要，因为太空中没有任何摩擦力和空气阻力，这使得太空飞行器的运动非常复杂。在本文中，我们将介绍牛顿三大定律在太空中的应 用。 第一定律：惯性定律 牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出一个物体如果不受到任何力的作用，它将保持 不动或者匀速直线运动的状态。 在太空中，没有空气阻力和摩擦力，所以太空飞行器在没有外部力作用时可以保持匀 速直线飞行状态。但是，在太空中，天体之间的引力会影响太空飞行器的运动状态。例如，如果一个太空探测器被引力定向向一个天体移动，如果没有任何动力，探测器将一直保持 向该天体移动的状态。这说明惯性定律只有在没有其他力的情况下才能适用，而在太空中，由于引力的作用，它只能是近似正确的。 牛顿第二定律，也称为加速度定律，指出一个物体的加速度与它所受的力成正比，与 它的质量成反比。 在太空中，加速度定律非常重要，因为太空飞行器的速度和运动状态可以通过施加加 速度来改变。在太空中，推进器是一个常见的加速器，它将推进剂排出以产生推力。由于 没有空气阻力和摩擦力，所以太空飞行器只要施加一个小的推力就可以加速到非常高的速度。但是，在太空中，由于引力的作用，宇宙飞船的加速度受到局限，因为引力可能会抵 消飞船施加的推力。 第三定律：作用反作用定律 牛顿第三定律，也称为作用反作用定律，指出每一个作用力都有一个大小相等、方向 相反的反作用力。 在太空中，作用反作用定律的应用非常复杂。例如，在太空中开展任务时，一个航天 器必须将货物带离地球，但是由于反作用力，它也必须施加一个等量的作用力，以保持自 身的稳定性。此外，太空中的太阳帆可以利用太阳光的压力来产生推力，这需要满足作用 反作用定律的条件。其他应用包括制造联合船体，利用互相作用的悬挂和反作用力制造能 源等。 总结 在太空中，牛顿三大定律的应用是关键因素之一，它们将太空飞行器的运动和操控规 律化，并促进了人类对宇宙的探索。惯性定律对于解释天体引力作用的有用性存在争议，

天体运动三大定律

天体运动三大定律 第一定律又称恒定定律或惯性定律，是由英国物理学家、数学家、诗人约翰牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出的物理定律。它解释了一个物体处于定性运动或静止时，会一直保持其定性运动或静止，直到其受到外力的外力。它包括两个物理含义： 1. 一个物体处于定性运动时，该物体的速度式不变的； 2. 一个物体处于静止时，如果没有外力作用，该物体将保持静止状态。 简言之，牛顿第一定律认为，只要一个物体不接受来自外部力的作用，该物体就会一直保持原先的运动速度或者静止状态。 二、牛顿第二定律 牛顿第二定律也叫动量定律或力学定律，是物理学中重要的定律之一，也是物理学家约翰牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出的物理定律。牛顿第二定律表明，当物体受到外力的作用时，其运动的变化将等于外力的大小和方向，乘以物体的质量。换句话说，牛顿第二定律提出，物体处于外力作用下时，其加速度的大小和方向均与外力的大小和方向成正比，且与物体质量成反比。 三、牛顿第三定律 牛顿第三定律又叫反作用定律，这也是物理学家约翰牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出的物理定律，它是牛顿力学中最重要的定律。熟悉牛顿第三定律的人都知道，它说明了：任何物体间产生了作用力，那么这两个物体均会彼此作用，而力的大小和方向是相等相反

的。换句话说，牛顿第三定律解释了受到作用力的物体之间相互作用的要求，即：当一物体接受另一物体的作用力时，另一物体也会向该物体施加相同大小但相反方向的作用力。 综上所述，牛顿第一定律解释了一个物体处于定性运动或静止时，会一直保持其定性运动或静止，直到其受到外力作用；牛顿第二定律解释了当物体受到外力的作用时，其变化的运动将等于外力的大小和方向，乘以物体的质量；而牛顿第三定律解释了受到作用力的物体之间相互作用的要求，即：当一物体接受另一物体的作用力时，另一物体也会向该物体施加相同大小但相反方向的作用力。 牛顿三大定律是物理学中至今仍然占有举足轻重地位的定律，他们揭示了物体以及物体间的作用力之间的关系，是物理学家建立宇宙物理学理论的基础。它不仅在物理学领域，以及涉及到物理学的所有领域都具有重要作用，如力学、机械学、流体力学、热力学等，并且在很多分支学科，如天文学、地理学、电子工程、机械工程等，都应用广泛。 牛顿三大定律的发现进一步发展了物理学，为之后的物理学研究奠定了坚实的基础。如今的物理学研究，虽然有了很大的发展，但是仍然是以牛顿三大定律为基础，并且这些定律可以说是物理学研究的指导方向和理论基础。 因此，牛顿三大定律是物理学的基础理论，具有重要的科学价值和社会意义。牛顿三大定律的发现，把人类探索宇宙自然规律的进程推向新的高度，使人类对万物本质的认识有了更深入的了解，对探索

高中物理行星的运动开普勒三大定律知识点总结

高中物理行星的运动开普勒三大定律知识点总结地心说与日心说 地心说 认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他的行星都绕地球做圆周运动，地心说的代表人物是古希腊的科学家和哲学家亚里士多德。 日心说 认为太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地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论述和数学论据；布鲁诺、伽利略是为之奋斗的人；开普勒是提出行星围绕恒星做椭圆运动的运动规律的人。

乔尔丹诺．布鲁诺，文艺复兴时期意大利思想家、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世纪欧洲的自由运动，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，并把它传遍欧洲，被世人誉为是反教会、反经院哲学的无畏战士，是捍卫真理的殉葬者。由于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年被捕入狱，最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。 伽利略。意大利数学家、物理学家、天文学家，科学革命的先驱。伽利略发明了摆针和温度计，在科学上为人类作出过巨大贡献，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数学、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律、惯性定律和伽利略相对性原理等。从而推翻了亚里士多德物理学的许多臆断，奠定了经典力学的基础，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说。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根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此被誉为“近代力学之父”、“现代科学之父”。其工作为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。1633年以“反对教皇、宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终生监禁。 天体学家对天体运动的进一步完善

开普勒行星运动三定律

《开普勒行星运动三定律》讲与练 一、内容 第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律（速率定律）：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它 的公转周期的二次方的比值都相等。其数学表达式为：，式中k是只与太阳有关的常量。 二、推广 推广之一：行星绕太阳的圆周运动 行星绕太阳运动的椭圆轨道的长、短半轴的长度相差不太大。因此，可将行星绕太阳的椭圆轨道运动视为圆周轨道运动。这样，开普勒行星运动三定律可叙述如下： 1．所有行星围绕太阳运动的轨道，是半径不同的同心的圆，太阳处在圆心上； 2．行星绕太阳的运动，是匀速圆周运动； 3．所有行星的轨道的半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。其数学表达式为：。 推广之二：任何天体的圆周运动

开普勒行星运动三定律，还可推广到任何天体的环绕运动。即一 个天体环绕另一个天体的运动都是匀速圆周运动，圆周轨道的半径与 公转周期满足。此处的与原式中的k不同，它与运动天体所环绕的天体有关，对于不同的环绕天体不同。 三、重难点 1．正确理解开普勒行星运动定律，要注意以下几点： ①行星速度的变化：第一定律说明了行星绕太阳运动的轨道的几 何形状及太阳所处的位置，所有行星的椭圆轨道的一个焦点是重合的。由于是椭圆轨道，运动中行星到太阳的距离将发生变化，太阳对其的万有引力将发生变化，做功情况也将变化。从近日点向远日点运动，太阳的万有引力做负功，行星的引力势能增大，动能或速度变小；从远日点向近日点运动，太阳的万有引力做正功，行星的引力势能减小，动能或速度变小。因此，行星经过近日点时的速度最大，经过远日点时的速度最小。 第二定律说明了运动中行星的速度大小随位置变化的规律。由于 在相等的时间里，行星与太阳连线扫过相等的面积，运动中，行星离太阳的距离变化，使得扇形的半径变化。因此，相等时间里行星运动经过的弧长变化，线速度变化。从近日点向远日点运动，扇形的半径增大，相等时间里经过的弧长变短，行星速度变小；从远日点向近日点运动，扇形的半径减小，相等时间里经过的弧长变大，行星的速度

天体运行三定律

天体运行三定律 天体运行三定律是描述行星运动规律的重要定律，由德国天文学家开普勒提出。这三个定律为：椭圆轨道定律、面积速度定律和调和定律。 我们来讨论椭圆轨道定律。根据这个定律，行星绕太阳的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。这意味着行星离太阳的距离是不断变化的，而不是固定不变的。离太阳较近的地方称为近日点，离太阳较远的地方称为远日点。这个定律的发现对于我们理解行星运动的形状和轨道起到了重要的作用。 接下来是面积速度定律。根据这个定律，行星在相同时间内扫过的面积是相等的。换句话说，当行星离太阳较近时，它在单位时间内扫过的面积较大；当行星离太阳较远时，它在单位时间内扫过的面积较小。这个定律说明了行星在轨道上运动的速度是不均匀的，它在离太阳较远的地方运动较慢，在离太阳较近的地方运动较快。 最后是调和定律。这个定律描述了行星轨道上的周期和半长轴之间的关系。根据这个定律，行星轨道的周期的平方与半长轴的立方成正比。换句话说，行星离太阳越远，它绕太阳一周所需的时间越长。这个定律让我们了解到，行星轨道的形状和行星绕太阳的周期是密切相关的。 天体运行三定律的发现对于我们理解行星运动的规律具有重要的意

义。通过这些定律，我们可以推断出行星的轨道形状、行星运动的速度变化以及行星绕太阳的周期。这些定律的建立是基于对大量天文观测数据的分析和总结，它们为天文学家提供了研究和预测行星运动的重要工具。 总结一下，天体运行三定律包括椭圆轨道定律、面积速度定律和调和定律。这些定律揭示了行星运动的规律，使我们能够更好地理解和解释行星在太阳系中的运动方式。它们为天文学家提供了重要的理论基础，促进了我们对宇宙的认识和探索。

开普勒三定律的应用

万有引力与天体运动 一．开普勒行星运动三大定律 1、开普勒第一定律(轨道定律): 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律(面积定律): 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间扫过相等的面积。 3、开普勒第三定律(周期定律): 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 1、如下图是行星m 绕恒星M 运动的情况示意图，则下面的说确的是： A 、速度最大的点是B 点 B 、速度最小的点是C 点 C 、m 从A 到B 做减速运动 D 、m 从B 到A 做减速运动 二、万有引力定律 1、万有引力定律的建立 ①太阳与行星间引力公式 ②月—地检验 ③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G 2、万有引力定律 ①容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。即： ②适用条件 （Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。 （Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。 ③运用 地上：忽略地球自转可得： 2）计算重力加速度 地球上空距离地心r=R+h 处 方法： 在质量为M ’，半径为R ’的任意天体表面的重力加速度' 'g 方法： （3）计算天体的质量和密度 利用自身表面的重力加速度： 天上：利用环绕天体的公转： 等等 （注：结合 得到中心天体的密度） （4）双星：两者质量分别为m 1、m 2，两者相距L 特点：距离不变，向心力相等，角速度相等，周期相等。 双星轨道半径之比： 双星的线速度之比： 三、宇宙航行 1、人造卫星的运行规律 2Mm F G r =11226.6710/G N m kg -=⨯⋅12 2m m F G r =2 R Mm G mg =2' '''' 'R m M G mg =mg R Mm G =2r T m r m r v m r Mm G 222 224πω===33 4 R M πρ⋅=2 ')(h R Mm G mg +=1 2 2121 m m v v R R ==v Mm 22 24π