高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 人类对太空的不懈探索获奖备课课件ppt

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人类观察星空，为了耕作，为了远行，为了信仰，为了探索大自然的奥秘。
但人类从不曾停下探索的脚步……
毕达哥拉斯（Pythagras，约公元前 580—约前 500）, 数学家、哲学家。
亚里士多德（Aristtle公元前384～前322）,世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家
阿波罗尼奥斯（Apllnius，约公元前 262—前 190）数学家
公元 140 年前后，托勒密对前人的观测成果和理论进行总结，提出了地心体系。
托勒密的地心体系可以解释已知天体的运动，在很长的历史时期人们都利用这一模型预测天体的位置。
中国古代天象观测的成就
中国是天文学发展最早的国家之一。自远古始，人们就对天文现象进行观察，积累了丰富的天文学知识，形成了系统、独特的天文学体系。中国古代天文学在历法体系、天文观测等许多领域长期处于世界领先地位。
殷代的甲骨文中记载的“七日己巳夕，有新大星并火”，是最早的关于新星的记录；
《汉书·五行志》中记载的“日出黄，有黑气，大如钱，居日中央”，对太阳黑子的大小和位置等作了确切的描述；
《春秋》记载的“秋七月，有星孛入于北斗”，已经把彗星视为天体。从春秋战国到清末，哈雷彗星出现多次，我国皆有详细记载。
中国古代的星图在世界上也非常著名，唐代绘制的敦煌星图绘有 1 350 颗星，是世界上现存最早且星数最多的星图。我国古代对行星、恒星、流星雨等天象都有系统观测。这些全面且独特的天文观测成果对世界天文学的发展起到了不可或缺的作用。
16 世纪中期，文艺复兴的浪潮冲击了自中世纪以来长期禁锢人们思想的枷锁。
1543 年，波兰天文学家哥白尼临终时，向世人公开了他几十年来研究的成果《天体运行论》，正式提出了“日心说” 。 哥白尼认为：太阳是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都绕太阳做匀速圆周运动，月球是地球的卫星。 哥白尼的“日心说”可以简洁地描述行星运动，并能更清楚地解释诸多天文现象。
当时尚未发明望远镜，他通过自制的观测仪器（图 4-24）对星体进行认真系统的观测，使当时的测量误差从 10′降低到 2′。 他的测量结果表明，托勒密与哥白尼的理论计算结果都与观测数据不相符。
开普勒研究了第谷连续 20 年的观测数据，希望进一步解释哥白尼的行星圆形轨道，却以失败而告终，因为他得到的结果与第谷的观测数据至少有 8′ 的误差。 开普勒相信这不是第谷的粗心造成的，而是哥白尼的理论还需要进一步完善。 从此，他开始研究行星的非匀速、非圆周运动。经过多年的埋头计算，开普勒最终发现了更为精确的行星运动规律，并先后提出了三大定律。
人们在研究天体怎样运动的同时，还在探索天体为什么会这样运动。
天体由“以太”元素组成，它们本来就应围绕地球做匀速圆周运动。
太阳的磁力使天体运动，并且天体所受太阳的磁力随距离的增加而减弱。
是“以太”运载着行星在巨大的旋涡中运行。
天体受到遵循平方反比定律的向心力作用，才进行圆周运动。
在前人研究的基础上，运用开普勒行星运动定律和自己的研究成果，逐步建立了万有引力定律，并将主要研究成果写入他的著作《自然哲学的数学原理》
牛顿证明了物体围绕中心运动时需要向心力；由于物体沿椭圆轨道运动，向心力与质点到中心距离的平方成反比；沿轨道运行的每个质点既是被吸引的物体，也是具有吸引力的中心，继而推广到宇宙中的物体都在彼此吸引。牛顿将地球对物体的引力扩展到月球，认为地球引力与太阳对行星的作用力、行星对卫星的作用力是性质相同的力。在此基础上，牛顿最终给出了具有科学革命价值的万有引力定律。 牛顿的万有引力定律是物理学的第一次大综合，它将地上的力学与天上的力学统一起来，形成了以牛顿三大运动定律为基础的力学体系。
四、人类“飞天”梦的实现
在牛顿力学的基础上，人类对太空的探索取得了丰硕的成果，实现了自古便有的“飞天”梦。
1957 年 10 月 4 日，苏联的人造地球卫星上天，震惊了世界。
我国在 1970 年发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号” ，成为世界上第五个发射人造地球卫星的国家。
1961 年 4 月 12 日，世界上第一艘载人宇宙飞船发射升空，苏联宇航员加加林成功完成了人类第一次环绕地球的飞行。
1969 年 7 月 20 日，美国的“阿波罗十一号”宇宙飞船将人类送上了月球。当时，上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗。他在月球上迈出的一小步，却是人类迈出的一大步，实现了人类的“飞天”梦。
1971年4月19日，苏联“礼炮一号”空间站成为人类进入太空的第一个空间站。
1971年12月2日，苏联“火星三号”探测器在火星表面着陆。
1981年4月12日，美国的第一架航天飞机“哥伦比亚号”成功发射。
目前，科学家正在研究一种新型的航天器——空天飞机。
2003年10月15日，“神舟五号”载人飞船成功发射，中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。