新人教版高中物理必修第二冊 7.1 行星的運(yùn)動優(yōu)質(zhì)課件

1行星的運(yùn)動第七章萬有引力與宇宙航行1.了解地心說與日心說的主要內(nèi)容和代表人物.2.理解開普勒行星運(yùn)動定律，知道開普勒第三定律中k值的大小只與中心天體有關(guān).3.知道行星運(yùn)動在中學(xué)階段的研究中的近似處理.學(xué)習(xí)目標(biāo)梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)011.地心說(1)

是宇宙的中心，是靜止不動的；(2)太陽、月亮以及其他行星都繞

運(yùn)動；(3)地心說的代表人物是古希臘科學(xué)家

.2.日心說(1)

是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽做

；(2)日心說的代表人物是

.兩種對立的學(xué)說一地球地球托勒密太陽勻速圓周運(yùn)動哥白尼3.局限性(1)古人都把天體的運(yùn)動看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動必然是最完美、最和諧的

運(yùn)動.(2)開普勒研究了

的行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)

(填“不符”或“相符”).勻速圓周第谷不符1.第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是

，太陽處在

上.2.第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的______

.3.第三定律：所有行星軌道的

跟它的

的比都相等.其表達(dá)式為

＝k，其中a是橢圓軌道的半長軸，T是公轉(zhuǎn)周期，k是一個對所有行星

的常量.開普勒定律二橢圓橢圓的一個焦點(diǎn)面積相等半長軸的三次方公轉(zhuǎn)周期的二次方都相同1.行星繞太陽運(yùn)動的軌道十分接近圓，太陽處在

.2.行星繞太陽做

運(yùn)動.3.所有行星

的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的

，即

＝k.行星運(yùn)動的近似處理三圓心勻速圓周軌道半徑r比值都相等即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)同一行星沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動，靠近太陽時速度增大，遠(yuǎn)離太陽時速度減小.(

)(2)行星軌道的半長軸越長，行星的周期越長.(

)(3)開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動.(

)(4)開普勒第三定律中的常數(shù)k與行星無關(guān)，與太陽也無關(guān).(

)√√××2.如圖1所示，橢圓為地球繞太陽運(yùn)動的軌道，A、B分別為地球繞太陽運(yùn)動的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)，地球經(jīng)過這兩點(diǎn)時的速率分別為vA和vB；陰影部分為地球與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積，分別用SA和SB表示，則vA_____vB、SA______SB.(均選填“>”“＝”或“<”)圖1>＝探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)02探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)02開普勒定律的理解一1.開普勒第一定律解決了行星運(yùn)動的軌道問題行星繞太陽運(yùn)行的軌道都是橢圓，如圖2所示.不同行星繞太陽運(yùn)動的橢圓軌道是不同的，但所有軌道都有一個共同的焦點(diǎn)——太陽.開普勒第一定律又叫軌道定律.圖22.開普勒第二定律比較了某個行星在橢圓軌道上不同位置的速度大小問題(1)如圖3所示，在相等的時間內(nèi)，面積SA＝SB，這說明離太陽越近，行星在相等時間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長，即行星的速率越大.開普勒第二定律又叫面積定律.圖3(2)近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽最近、最遠(yuǎn)的點(diǎn).同一行星在近日點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小.3.開普勒第三定律比較了不同行星周期的長短問題(1)如圖4所示，由

＝k知橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長.比值k是一個對所有行星都相同的常量.開普勒第三定律也叫周期定律.圖4(2)該定律不僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動，也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動，對于地球衛(wèi)星，常量k只與地球有關(guān)，而與衛(wèi)星無關(guān)，也就是說k值大小由中心天體決定.例1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心B.火星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C.火星和木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方D.相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積解析根據(jù)開普勒第一定律可知，太陽位于木星運(yùn)行橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上，選項A錯誤；由于火星沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，由開普勒第二定律知，火星繞太陽運(yùn)行的速度大小在不斷變化，選項B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律可知，火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方，選項C正確；相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積不等于木星與太陽連線掃過的面積，選項D錯誤.√針對訓(xùn)練1如圖5所示，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，橢圓的半長軸為a，運(yùn)行周期為TB；C為繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，圓周的半徑為r，運(yùn)行周期為TC.下列說法或關(guān)系式正確的是A.地球位于B衛(wèi)星軌道的一個焦點(diǎn)上，位于C衛(wèi)星軌道的圓心上B.B衛(wèi)星和C衛(wèi)星運(yùn)動的速度大小均不變圖5√針對訓(xùn)練1如圖5所示，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，橢圓的半長軸為a，運(yùn)行周期為TB；C為繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，圓周的半徑為r，運(yùn)行周期為TC.下列說法或關(guān)系式正確的是A.地球位于B衛(wèi)星軌道的一個焦點(diǎn)上，位于C衛(wèi)星軌道的圓心上B.B衛(wèi)星和C衛(wèi)星運(yùn)動的速度大小均不變圖5√解析由開普勒第一定律可知，選項A正確；由開普勒第二定律可知，B衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動時速度大小在不斷變化，選項B錯誤；開普勒定律的應(yīng)用二1.當(dāng)比較一個行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時，選用開普勒第二定律；當(dāng)比較或計算兩個行星的周期問題時，選用開普勒第三定律.2.由于大多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動的軌道與圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究中我們可以按圓軌道處理，且把行星繞太陽的運(yùn)動看作是勻速圓周運(yùn)動，這時橢圓軌道的半長軸取圓軌道的半徑.例2

(2018·夷陵中學(xué)期中)某行星沿橢圓軌道運(yùn)動，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a，近日點(diǎn)離太陽的距離為b，過遠(yuǎn)日點(diǎn)時行星的速率為va，則過近日點(diǎn)時行星的速率為√例3

(2019·深圳市龍崗區(qū)高一下月考)長期以來，“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1＝19600km，公轉(zhuǎn)周期T1＝6.39天.2006年3月，天文學(xué)家又發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r2＝48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近A.15天 B.25天 C.35天 D.45天√針對訓(xùn)練2木星和地球都繞太陽公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽的距離為1天文單位，則木星與太陽的距離約為A.2天文單位 B.5.2天文單位C.10天文單位 D.12天文單位√隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)031.(對開普勒定律的認(rèn)識)(2018·孟壩中學(xué)期末)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律，下列說法正確的是A.所有的行星都繞太陽做圓周運(yùn)動B.對任意一個行星，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積C.在

＝k中，k是與太陽無關(guān)的常量D.開普勒行星運(yùn)動定律僅適用于行星繞太陽運(yùn)動√1234解析根據(jù)開普勒第一定律知，所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點(diǎn)上，故A錯誤；由開普勒第二定律知，對任意一個行星，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，故B正確；在

＝k中，k是與太陽有關(guān)的常量，故C錯誤；1234開普勒行星運(yùn)動定律不僅適用于行星繞太陽運(yùn)動，還適用于宇宙中衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動，故D錯誤.2.(開普勒第二定律的應(yīng)用)(2019·云天化中學(xué)高一下學(xué)期期中)如圖6所示是行星m繞太陽M運(yùn)行情況的示意圖，A點(diǎn)是遠(yuǎn)日點(diǎn)，B點(diǎn)是近日點(diǎn)，CD是橢圓軌道的短軸.下列說法中正確的是A.行星運(yùn)動到A點(diǎn)時速度最大B.行星運(yùn)動到C點(diǎn)或D點(diǎn)時速度最小C.行星從C點(diǎn)順時針運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中做加速運(yùn)動D.行星從B點(diǎn)順時針運(yùn)動到D點(diǎn)的時間與從A點(diǎn)順時針運(yùn)動到

C點(diǎn)的時間相等解析由開普勒第二定律知，行星在A點(diǎn)速度最小，在B點(diǎn)速度最大，所以行星從A向B順時針運(yùn)動的過程中速度在增大，行星從B點(diǎn)順時針運(yùn)動到D點(diǎn)的時間小于從A點(diǎn)順時針運(yùn)動到C點(diǎn)的時間，故A、B、D錯誤，C正確.√1234圖63.(對開普勒第三定律的理解)(多選)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律的表達(dá)式

＝k，以下理解正確的是A.k是一個與行星無關(guān)的常量B.a代表行星的球體半徑C.T代表行星運(yùn)動的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞中心天體運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期√1234√4.(開普勒第三定律的應(yīng)用)1980年10月14日，中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國際小行星中心和國際小行星命名委員會批準(zhǔn)，將這顆小行星命名為“錢學(xué)森星”.若將地球和“錢學(xué)森星”繞太陽的運(yùn)動都看作勻速圓周運(yùn)動，它們的運(yùn)行軌道如圖7所示.已知“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行一周的時間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑為R，則“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為1234√圖712343.(對開普勒第三定律的理解)(多選)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律的表達(dá)式

＝k，以下理解正確的是A.k是一個與行星無關(guān)的常量B.a代表行星的球體半徑C.T代表行星運(yùn)動的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞中心天體運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期√1234√解析根據(jù)開普勒第一定律知，所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點(diǎn)上，故A錯誤；由開普勒第二定律知，對任意一個行星，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，故B正確；在

＝k中，k是與太陽有關(guān)的常量，故C錯誤；1234開普勒行星運(yùn)動定律不僅適用于行星繞太陽運(yùn)動，還適用于宇宙中衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動，故D錯誤.探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)023.局限性(1)古人都把天體的運(yùn)動看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動必然是最完美、最和諧的

運(yùn)動.(2)開普勒研究了

的行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)如果假設(shè)行星的運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動，計算所得的數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)

(填“不符”或“相符”