【新教材精创】7.1 行星的运动 导学案（2）-人教版高中物理必修第二册.docx

1、第七章 万有引力与宇宙航行7.1 行星的运动1、知道地心说和日心说的基本内容。2、知道开普勒行星三定律的具体内容。4、通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。(1)阅读“科学漫步”了解并感受人类在认识行星运动规律的历程。(2) 什么是“地心说”？什么是“日心说”？他们各自的代表人物是谁？(3)开普勒行星运动定律从哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？（4）八大行星各自的轨道相交吗？（5）开普勒行星运动第三定律中a表示 ，T表示 。行星绕太阳转时，k与行星有关吗？地球和金星都围绕太阳转，它们的k值相等吗？（6）开普勒行

2、星运动定律不仅适用于行星绕着太阳运动，也适用于卫星绕着地球运动。地球围绕太阳，月球围绕地球转，它们的k值相等吗？（7）在中学阶段如何处理行星绕太阳运动的问题？卫星绕地球运动可以用类似的方法处理吗？一、古人对行星运行规律的认识1、古人对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”？什么是“日心说”？二、开普勒行星运动定律1、开普勒第一定律（轨道定律）所有 绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处于 的一个 上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 内扫过的思考：（1）图中a、b两点，处于椭圆的长轴的两端，其中 为近日点， 为远日点，行星在 点速度大（2）行星在公转的过程中，速度从

3、近日点到远日点 ；从远日点到近日点 。3、开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道半长轴的 跟它的公转周期的 的比值都相等用a表示半长轴，T表示周期，第三定律的数学表达式为k=三、行星运动的近似处理由于行星运动的椭圆轨道十分接近圆，在中学阶段的研究中我们往往按照圆轨道处理，那么开普勒行星运动三大定律就可以依次说为：1、行星绕太阳运动的轨道十分接近 ，太阳处在2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的 （或 ）不变，即行星做 运动。3、所有行星的 的 次方跟它的公转周期的 比值都相等。思考：对于所有行星，k值都是相同的，而我们知道，所有行星的a与T都不一样，那么同学们思考一下，k的值取决于 （提示

4、：思考所有行星运动的共同点）引申：开普勒定律也同样适用于其他星系（如地球的卫星绕地球运行）7、有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的几倍?对开普勒第三定律的理解（1）对于太阳系中任意两颗行星，均满足比例式=k，k值与行星无关，而取决于太阳，此定律也适用于圆轨道，满足=k（2）此定律不仅适用于行星绕太阳的运转，也适用于其他天体系统。如卫星绕地球运转（3）中心天体不同，k值不同，因而对于月亮绕地球运行和地球绕太阳运行=k不成立一、单选题1、第一次通过观测和计算的方法总结出行星运动规律的物理学家是（）A牛顿B开普勒C

5、伽利略D卡文迪许2、关于行星绕太阳的运动，下列说法中正确的是（ ）A离太阳越近的行星公转周期越小B所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动C行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处D离太阳越近的行星公转周期越大3、如图所示，是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是()A速度最大的点是B点B速度最小的点是C点C行星m从A到B做减速运动D行星m从B到A做减速运动4、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是()A所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C离太阳越近的行星的运动周期越长D所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等二、多选题5、如

6、图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是()A卫星在A点的速度最大B卫星在C点的速度最大C卫星在A点的加速度最大D卫星在C点的加速度最大6、关于日心说被人们接受的原因是()A太阳总是从东面升起，从西面落下B日心说符合宗教神学得观点C若以太阳为中心许多问题都可以解决，对行星的描述也变得简单D地球是围绕太阳运转的三、非选择题7、有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的八倍.问这个小行星绕太阳公转周期将是地球公转周期的几倍?8、土星直径为119 300 km，是太阳系统中第

7、二大行星，自转周期只需10 h 39 min，公转周期为29.4年，距离太阳1.432109 km.土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环的外沿直径约为274 000 km.请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远(保留3位有效数字)一、单选题1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于()AF2BACF1DB2、开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设，则常数K的大小A只与行星的质量有关B与恒星的质量与行

8、星的质量有关C只与恒星的质量有关D与恒星的质量及行星的速度有关3、关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是A所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比C若地球绕太阳运转的半长轴为R1,周期为T1,月球绕地球运转的半长轴为R2,周期为T2,则D开普勒第三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动4、14自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘，人类对这种运动规律的认识经历了漫长的历程，它随着认识的深入而不断地发展下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是A人们观测到太阳每天都要东

9、升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心B人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心C人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动D开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出的行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论二、多选题5、有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（）A所有的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B所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等D不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的6、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40

10、多年的天文观测和潜心研究，提出日心说的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是 （ ）A宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳作匀速圆周运动B地球是绕太阳作匀速圆周运动的行星，月球是绕地球作匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象D与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多三、非选择题7、月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起运动，就象停留在天空中不动一样（地球同步卫星）？（R地=6400km

11、）8、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，如图所示，其周期为T,如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆和地球表面相切于B点，设地球半径为R0，问飞船从A点返回到地面上B点所需时间为多少？参考答案【实践研究】1、B；2、A；3、C；4、D；5、AC；6、CD；7、【答案】 22.6【解析】设地球半径为R，则行星的半径为4R；根据开普勒第三定律得： ，则地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为22.6年。8、【答案】 约1.50108 km【解析】根据开普勒第三定律： ,k只与太阳的质量有关，则 ，其中T为公转周期，R为行星到太阳的距离，带入数据可得： 可得：R地=1.501011m=1.50108km【课后巩固】1、A；2、C；3、A；4、D；5、AD；6、ABC；7、【答案】 【解析】月球环绕地球运动的轨道半径为地球半径的60倍，运行周期约为27天；同步卫星的周期为1天；根据开普勒第三定律，有： 解得： 由于，故，故： 。8、【答案】 (1+T【解析】飞船返回时间为椭圆运行周期T的一半，而椭圆的长半轴为(R+R0),由开普勒第三定律可得=所以t=T=(1+T.