1、第三章 物體的運動3-1 物體運動的軌跡3-2 牛頓運動定律3-3 克卜勒行星運動定律,高中基礎物理(一),3-3克卜勒行星運動定律,克卜勒行星三大運動定律橢圓定律面積定律週期定律範例題,克卜勒行星三大運動定律,克卜勒得力於第谷所提供豐富的天文資訊,根據行星的位置,克卜勒發現行星的移動遵守三條相當簡單的定律:橢圓定律面積定律週期定律,橢圓定律(1/2),克卜勒行星第一定律又稱為橢圓定律:太陽系的每一顆行星都以橢圓軌道運行,且太陽位於該橢圓的一個焦點上。,橢圓定律(2/2),太陽位於焦點之一的O1點,行星在P點距太陽最近稱為近日點;在Q點時距太陽最遠稱為遠日點。近日點和遠日點的連線 稱為橢圓的長
2、軸,此長軸長度的一半,稱為是行星至太陽的平均距離R。,面積定律(1/2),克卜勒行星第二定律又稱為面積定律:同一顆行星與太陽的連線,在相等時間內掃過的面積相等。,面積定律(2/2),行星在遠日點處運動較慢,且它與太陽連線在時間 T 內掃過之面積若為 A,則當行星在近日點處,它與太陽連線在時間 T 內,將運動得較快,但掃過之面積仍為 A。由面積定律可知: 行星在近日點時速率最大,在遠日點速率最小。,週期定律(1/2),克卜勒行星第三定律又稱為週期定律:繞太陽的不同行星,週期T的平方,與行星至太陽平均距離R的立方之比值皆相同。,週期定律(2/2),太陽系八大行星運行軌道的主要數據,範例 克卜勒行星
3、運動定律,甲對著乙和丙說:由我來當地球,你們兩個分別當月球與人造衛星模擬繞地的運動。根據克卜勒行星運動定律,下列敘述何者錯誤?(A)同時間內,乙繞甲的面積和丙繞甲的面積相等(B)丙在近地點和遠地點處的面積速率相等,此稱為等面積定律(C)乙繞甲時,在愈接近甲的速率愈快(D)丙公轉的軌道半徑小於乙公轉的軌道半徑(E)乙公轉的週期大於丙公轉的週期。,範例 ,答 (A)解(A) 乙與丙分屬不同星球,不適用克卜勒行星運動第二定律。(B) 面積定律,是指同一個星球,在相同時間內掃過相同的面積。(E) 克卜勒行星運動第三定律,指所有繞地的星球中,平均軌道半徑較大的,其週期也較大。,範例 類題,範例 類題 解答,範例 週期定律,假設太陽系有某一彗星的週期約為 1000 年,則其與太陽的平均距離約為地球與太陽平均距離的多少倍?(A) 1000(B) 100 (C) 100(B) 10 (E) 10。,範例 解答,範例 類題,火星繞太陽的運轉週期是 1.88 年。依據克卜勒第三定律,試問火星離太陽的距離約是地球離太陽距離的多少倍?(A) 1.52 倍(B) 1.88 倍(C) 2.58 倍(E) 3.76 倍,範例 類題 解答,