行星的運(yùn)動(dòng) 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修二

第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行知識(shí)體系掌握模型建構(gòu)的能力物理觀念的形成、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力宇宙速度、飛船變軌了解中國(guó)航天的發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和創(chuàng)造性思維通過(guò)測(cè)天體質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)未知天體培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感人們仰望星空，遐想無(wú)限。天體的運(yùn)行有沒(méi)有可循的規(guī)律呢？課堂引入：一、兩種學(xué)說(shuō)的碰撞地心說(shuō)日心說(shuō)一、兩種學(xué)說(shuō)的碰撞代表人物：托

勒

密地球是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。地心說(shuō)一、兩種學(xué)說(shuō)的碰撞代表人物：哥白尼太陽(yáng)是宇宙的中心,并且靜止不動(dòng),一切行星都圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。日心說(shuō)【觀測(cè)大師：第谷】“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”的科學(xué)功臣。第谷（1546-1601）【數(shù)學(xué)天才：開(kāi)普勒】【典例1】（2020·廣西高一期末）人類一直不斷地對(duì)宇宙追求探索著，關(guān)于宇宙天體學(xué)說(shuō)正確的是（）A．日心說(shuō)代表人物是托勒密B．地心說(shuō)是正確的，日心說(shuō)是錯(cuò)誤的C．日心說(shuō)被人們所接受的原因是以太陽(yáng)為中心，許多問(wèn)題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)也變得簡(jiǎn)單了D．太陽(yáng)從東邊升起，從西邊落下，所以太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。1.開(kāi)普勒第一定律：說(shuō)明：

（1）太陽(yáng)并不是位于橢圓中心，而是位于焦點(diǎn)處。（2）不同行星軌道不同，但所有軌道的焦點(diǎn)重合。軌道定律想一想：橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?思維拓展：把細(xì)繩的兩端合在一起（即兩個(gè)焦點(diǎn)合并成一個(gè)點(diǎn)），再用鉛筆把細(xì)繩拉緊，在板上畫(huà)出的圖形是什么？半長(zhǎng)軸a半短軸b焦點(diǎn)【典例2】（2020·湖南長(zhǎng)沙市·長(zhǎng)郡中學(xué)）如圖所示，火星和地球都在圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)行軌道是橢圓。根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．太陽(yáng)位于地球運(yùn)行軌道的中心B．地球靠近太陽(yáng)的過(guò)程中，運(yùn)行速率減小C．火星遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積逐漸增大D．火星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

對(duì)于任意一個(gè)行星而言，它和太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。2.開(kāi)普勒第二定律：說(shuō)明：行星在近日點(diǎn)速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速率。面積定律開(kāi)普勒第二定律三、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等。3.開(kāi)普勒第三定律：猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟誰(shuí)有關(guān)嗎?行星？太陽(yáng)？周期定律3.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^13【驗(yàn)證猜想】結(jié)論：(1)開(kāi)普勒第三定律也適用于太陽(yáng)系以外的其他環(huán)繞系統(tǒng)，不同的環(huán)繞系統(tǒng)，k值不同。(2)k值與環(huán)繞天體無(wú)關(guān)，由中心天體決定。行星運(yùn)動(dòng)的近似處理方法1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道近似為圓，太陽(yáng)處于圓心。2.行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即【典例3】（2021·全國(guó)高一課時(shí)練習(xí)）（多選）下列對(duì)開(kāi)普勒第三定律

的理解，正確的是()A．T表示行星的自轉(zhuǎn)周期B．k是一個(gè)僅與中心天體有關(guān)的常量C．該定律既適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)D．若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的半長(zhǎng)軸為a1，周期為T1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的半長(zhǎng)軸為a2，周期為T2，由開(kāi)普勒第三定律可得典例分析【典例4】(2018?全國(guó)Ⅲ卷)為了探測(cè)引力波，“天琴計(jì)劃”預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為（）A.2∶1 B.4∶1C.8∶1D.16∶1典例分析課堂小結(jié)：行星的運(yùn)動(dòng)兩種學(xué)說(shuō)地心說(shuō)日心說(shuō)三大定律軌道定律面積定律周期定律開(kāi)普勒完美解決了“行星怎樣運(yùn)動(dòng)？”的問(wèn)題，為此他本人