1_行星的運動_學(xué)案

1、: 第七章萬有引力與航天第一節(jié)行星的運動皿、心 n 口、" 闿地心說的觀點：地球是宇宙中心，月亮和其他行星繞地球運動。 地心說和日心說 N 爭 Z日心說的觀點：太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動。V人類對行星運動規(guī)律的認識過程新漫長曲折的過程，真理得來不易。1. 所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。 開普勒行星運動三定律 2.對任何一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等?！?.所有行星的軌道的半長軸的三次方與他的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相 等。的物理故事“地心說”占領(lǐng)統(tǒng)治地位時間較長的原因是由于它比較符合人們的日常經(jīng)驗，如：太陽從東邊升

2、起，從西邊落下；同時它也符合當(dāng)時在政治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點.由于“日心說”最終戰(zhàn)勝了 “地心說”，雖然“地心說”符合人們的經(jīng)驗，但它還是錯誤 的.進而說明“眼見為實”的說法并非絕對正確. 例如：我們乘車時觀察到樹木在向后運動，而事 實上并沒有動（相對于地面） .“日心說”所以能夠戰(zhàn)勝“地心說”是因為好多“地心說”不能解析的現(xiàn)象“日心說” 則能 說明，也就是說，“日心說”比“地心說”更科學(xué)、更接近事實. 例如：若地球不動，晝夜 交替是太陽繞地球運動形成的 . 那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，而事實上，每天白天的長短不同，冷暖不同 . 而" 日心說”則能說明這種情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形

3、成的，而四季是地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成的。從目前科研結(jié)果和我們所掌握的知識來看，“日心說”也并不是絕對正確的，因為太陽只是太陽系的一個中心天體，而太陽系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽并不是宇宙的中心, 也不是靜止不動的 . “日心說”只是與“地心說”相比更準確一些罷了。概念規(guī)律1. 在古代，人們對于天體的運動存在著地心說和日心說兩種對立的看法。“地心說”認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動；代表人物是亞里士多德和托勒密?！叭招恼f”認為太陽是宇宙的中心，地球以及其他行星都在繞太陽運動。代表人物是哥白尼，他在天體運行論一書中，對日心說進行了具體的論述和數(shù)學(xué)論證。2.

4、開普勒行星運動第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒行星運動第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒行星運動第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都例1關(guān)于行星的運動以下說法正確的是（）A. 行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越長B. 行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長C. 水星軌道的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長D. 冥王星離太陽"最遠”，公轉(zhuǎn)周期就最長【解析】由開普勒第三定律= k可知，a越大,7越大，故BD正確，C錯誤；式中的T T2是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯。答案：BD例2如

5、圖7-1-1,行星繞太陽的運行軌道為橢圓，近地點/到太陽的距離為a,遠日點B到太 陽的距離為3,求行星在/、3兩點的速率之比?！窘馕觥恳越攸c和遠地點為中心，取一個同樣的極短的時間間隔由開普勒第二定律可知，在這個時間內(nèi)，衛(wèi)星和地心的連線掃過的面積相等，如圖7-1-1所示.設(shè)衛(wèi)星在近地點和遠地點的速率分別為V1和V2,并把衛(wèi) 星在這極短時間A t內(nèi)的運動看成勻速率運動.由于 44 ? 44 = VAz , B xE2? BB = v2Az,:1 I因這兩個扇形面積相等：Aa-vAt = Ab-v2At所以：Vi： vA=b: a 例3已知木星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞

6、太陽公轉(zhuǎn)軌道的半長軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長軸的倍o思維入門指導(dǎo)：木星和地球均為繞太陽運行的行星，可利用開普勒第三定律直接求解。本題考查開普勒第：三定律的應(yīng)用3【解析】由開普勒第三定律 % = k可知：rpz對地球:33W = k ,對木星4 = k T：T；所以。2 =何/ 幻）2 ? 0 = 5.243點撥：在利用開普勒第三定律解題時，應(yīng)注意它們的比值% = *中的左是一個與行星運FT1z動無關(guān)的常量。例4已知地球繞太陽作橢圓運動。在地球遠離太陽運動的過程中，其速率越來越小，試判斷 地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運動情況將如何？思維入門指導(dǎo)：行星的運動為曲線運動，因此本節(jié)知識

7、常常和曲線運動知識相綜合。【解析】由于地球在遠離太陽運動的過程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有,Fn=mvco,由開普勒第二定律知，地球在遠離太陽運動的過程中角速度勿（單位時間內(nèi)地球與太陽的連線 掃 過的角度）也減小，故向心力 F減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯€方向 做離心 運動。點撥：地球繞太陽的運動雖然并非勻速圓周運動，但向心力公式仍適用。任一時刻，地球的 速度方向均沿橢圓的切線方向:課內(nèi)課外【課內(nèi)鞏固】1. 根據(jù)開普勒行星運動規(guī)律推論出下列結(jié)論中，哪個是錯誤的（）A. 人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球在橢圓的一個焦點上B. 同一衛(wèi)星在繞地球運動的不同軌道上運動，軌道半長軸的

8、三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相同C. 不同衛(wèi)星在繞地球運動的不同軌道上運動，軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相同D. 同一衛(wèi)星繞不同行星運動，軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等2. 銀河系中有兩顆行星環(huán)繞某恒星運轉(zhuǎn)，從天文望遠鏡中觀察它們的運轉(zhuǎn)周期為27： 1,則它們的軌道半長軸比是（）A. 3：1 B.9 :1C.27:1 D. 1 :93. 下列說法中符合開普勒對行星繞太陽運動的描述是（）A. 所有的行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動B. 行星繞太陽運動時，太陽在橢圓的一個焦點上C. 行星從近日點向遠日點運動時，速率逐漸增大D. 離太陽越遠的行星，公轉(zhuǎn)周期越長4

9、. 下列說法正確的是（）A. 地球是宇宙的中心，太陽、月亮和其他行星都繞地球運動B. 太陽靜止不動，地球和其他行星都繞太陽運動C. 地球是繞太陽運動的一顆行星D. 日心說和地心說都是錯誤的RAWR,則它們運行周【課外提高】1. 兩個質(zhì)量分別是皿和m2的行星，它們繞太陽運行的軌道半徑分別等于期的比等于（成,)MJ '，m2 mi2. 我國的人造衛(wèi)星圍繞地球的運動，有近地點和遠地點，由開普勒定律可知衛(wèi)星在遠地點運動速率比近地點運動的速率小，如果近地點距地心距離為的，遠地點距地心距離為此，則該衛(wèi)RrX星在遠地點運動速率和近地點運動的速率之比為（3.F面關(guān)于丹麥天文學(xué)家第谷，對行星的位置進行觀

10、察所記錄的數(shù)據(jù)，說法正確的是A. 這些數(shù)據(jù)在測量記錄時誤差相當(dāng)大B. 這些數(shù)據(jù)說明太陽繞地球運動C. 這些數(shù)據(jù)與以行星繞太陽做勻速圓周運動為模型得到的結(jié)果相吻合D. 這些數(shù)據(jù)與行星繞太陽做橢圓運動為模型得到的結(jié)果相吻合4. 某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的1/3,則此衛(wèi)星運行的周期大約是（）A. 14天之間B. 4?8天之間C. 816天之間D. 16-20天之間5. 關(guān)于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是（）A. 所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動B. 行星繞太陽運動時太陽位于行星軌道的中心處C. 離太陽越近的行星運動周期越長D. 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等6. 太陽系的行星與太陽之間的平均距離越大，它繞太陽公轉(zhuǎn)一周所用的時間（）A.越長B.越短C.相等D.無法判斷R37. 關(guān)于開普勒行星運動定律的公式=k ,下列說法正確的是（）A,是一個與行星無關(guān)的量B. 若地球繞太陽運轉(zhuǎn)的半長軸為R,周期為月球繞地球運轉(zhuǎn)的半長軸為周期為C. T表不行星的自轉(zhuǎn)周期地球D.