地心說

認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他的行星都繞地球做圓周運動，地心說的代表人物是古希臘的科學家和哲學家亞里士多德。

日心說

認為太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，地球等一切的行星都繞太陽做圓周運動。

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提出日心說的天文學家；哥白尼在《天體運動論》一書中，對日心說提出更具體的論述和數(shù)學論據(jù)；布魯諾、伽利略是為之奮斗的人；開普勒是提出行星圍繞恒星做橢圓運動的運動規(guī)律的人。

喬爾丹諾．布魯諾，文藝復興時期意大利思想家、自然科學家、哲學家和文學家。作為思想自由的象征，他鼓舞了16世紀歐洲的自由運動，成為西方思想史上重要人物之一。

他勇敢地捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的太陽中心說，并把它傳遍歐洲，被世人譽為是反教會、反經(jīng)院哲學的無畏戰(zhàn)士，是捍衛(wèi)真理的殉葬者。由于批判經(jīng)院哲學和神學，反對地心說，宣傳日心說和宇宙觀、宗教哲學，1592年被捕入獄，最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。

伽利略。意大利數(shù)學家、物理學家、天文學家，科學革命的先驅(qū)。伽利略發(fā)明了擺針和溫度計，在科學上為人類作出過巨大貢獻，是近代實驗科學的奠基人之一。

歷史上他首先在科學實驗的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認識。

伽利略從實驗中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學的基礎(chǔ)，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學說。他以系統(tǒng)的實驗和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此被譽為“近代力學之父”、“現(xiàn)代科學之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。1633年以“反對教皇、宣揚邪學”被羅馬宗教裁判所判處終生監(jiān)禁。

哥白尼的宇宙體系動搖了基督教宇宙體系的根基，但他并沒有在天文測算的精確度上有多大的提高，近代早起最重要的工作由丹麥的谷底進行的。

德國物理學家開普勒繼承和總結(jié)了他的導師谷底的全部觀測資料及觀測數(shù)據(jù)，也是以行星繞太陽做勻速圓周運動的模型來思考和計算的，因為不管是“地心說”還是“日心說”，都把天體運動看的很神圣，認為天體運動必然是最完美的最和諧的勻速直線運動，經(jīng)過四年多刻苦的計算，最后計算出行星是太陽運動的，并且運動軌跡是橢圓，證明了哥白尼的“日心說”是正確的，并總結(jié)了行星運動三大定律。

開普勒第一定律

 開普勒第一定律即為橢圓軌道定律，其內(nèi)容為：所有的行星圍繞太陽運動的軌道是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上，如圖。此定律說明不同行星的橢圓軌道是不同的。

開普勒第二定律

開普勒第二定律又叫面積定律，其內(nèi)容為：連接太陽和行星的連線（矢徑）在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積，如圖。

此定律說明行星離太陽越近，其運行速率越大。

開普勒第三定律

開普勒第三定律即為周期定律，其內(nèi)容為：行星軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是一個常數(shù)。即，其中r代表橢圓軌道的半長軸，T代表行星運動的公轉(zhuǎn)周期，k是一個與行星無關(guān)的常量。

對的認識：在圖中，半長軸是AB間距的一半，不要認為a等于太陽到A點的距離；T是公轉(zhuǎn)周期，不要誤認為是自轉(zhuǎn)周期，如地球的公轉(zhuǎn)周期是一年，不是一天。

說明

（1）在以后的計算問題中，我們都把行星的軌道近似為圓，把衛(wèi)星的運行軌道也近似為圓，這樣就使問題變得簡單，計算結(jié)果與實際情況也相差不大。

（2）在上述情況下，的表達式中，a就是圓的半徑R，利用的結(jié)論解決某些問題很方便。

注意

①比例系數(shù)k是一個與行星無關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k值不相同。

②在太陽系中，不同行星的半長軸都不相同，故其公轉(zhuǎn)周期也不相等。

③衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動、地球繞太陽轉(zhuǎn)動遵循相同的運動規(guī)律。

易錯點

在認識行星做橢圓運動時的向心力大小及速度大小時易錯，行星的運動符合能量守恒定律，它們離太陽近時半徑小，速度大，向心力也大；離太陽遠時半徑大，速度小，向心力也小，另一個易錯點是找橢圓的半長軸時易錯，許多同學在初學時，往往將2倍的半長軸代入題中進行運算。

忽略點

本節(jié)中的行星運動的軌道為橢圓，是曲線運動，行星在軌道上任一點的速度方向沿該點的切線方向，速度方向易忽略，如：有部分同學認為行星的速度方向垂直于行星與太陽的連線，這種認識是錯誤的，是將行星的運動視為圓周運動，而實質(zhì)上其軌道為橢圓。

下圖為地球繞太陽運行示意圖，圖中橢圓表示地球公轉(zhuǎn)軌道，中國農(nóng)歷節(jié)氣中的春分、秋分、夏至、冬至時地球所在位置如圖所示。

地球繞日運行時，對北半球的觀察者而言，在冬天經(jīng)過近日點，夏天經(jīng)過遠日點，由開普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運動得快一些，因此地球軌道上相當于春夏部分比秋冬部分要長些，從圖中看出春分到秋分的春夏兩季地日連線所掃過的面積比從秋分到次年春分的秋冬兩季地日連線所掃過的面積大，即春夏兩季比秋冬兩季長一些，一年之內(nèi)，春夏兩季共186天，而秋冬兩季只有179天。

1. 關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是（）

A 開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導出了行星運動的規(guī)律。

B 開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律。

C 開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因。

D 開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力。

2. 開普勒于1609-1619發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的行星運動規(guī)律，后人稱之為開普勒行星運動定律，關(guān)于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是（）

A 所有行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓心上。

B 對任何一顆行星來說，離太陽越近，運行速率越大。

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軸與公轉(zhuǎn)周期成正比

1. B

2. B