高中物理 开普勒三定律

一、 考点突破：

知识点 考纲要求 题型 说明 开普勒三定律 1. 了解开普勒对天文学的贡献

2. 掌握开普勒三定律的内容及适用条件

3. 会用开普勒三定律解决问题 选择题 高频考点，知识相对独立，主要考查利用三定律解决天体运动的问题，涉及天体运动的参数（T、r）及天体的追及和相遇、能量等问题

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"。