全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(人教版) 課件 第7章 1萬有引力與宇宙航行

第七章萬有引力與宇宙航行①物理觀念：能了解萬有引力定律的內(nèi)涵，會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，

知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；能用萬有引力定律解釋一些天體運動問題．形成與萬有引力定律相關的運動與相互作用的觀念．②科學思維：能將一些熟悉的天體運動抽象成勻速圓周運動模型；能分析簡單的天體運動問題，通過推理獲得結論；能用與萬有引力定律相關的理論解釋一些天體運動現(xiàn)象；通過構建模型，利用萬有引力與圓周運動的理論知識，推算行星運動的相關參量及中心天體的相關物理量．同時知道牛頓力學的局限性，初步了解相對論時空觀．③科學探究：知道卡文迪什實驗的重要性，并能提出問題；能體會卡文迪什扭秤實驗方案設計的巧妙之處，能感受到科學定律的預測作用；能認識到測定物理常量在科學研究中的重要性；能與同學交流．④科學態(tài)度與責任：能認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程及重要意義，認識科學定律對人類探索未知世界的作用；知道科學包含大膽的想象和創(chuàng)新；有探索太空、了解太空的興趣，能為牛頓力學對航天技術發(fā)展的重大貢獻而感到振奮．本章重點①開普勒三定律；②萬有引力定律及其應用；③第一宇宙速度；④天體質量及密度的計算；⑤人造衛(wèi)星的運行．本章難點①天體運行時各物理量與運動半徑的關系；②對三個宇宙速度的理解；③人造衛(wèi)星的變軌；④雙星問題．1行星的運動

1.知道天體運動中的地心說和日心說兩種觀點．2.知道開普勒三個定律的內(nèi)容．3.學會應用開普勒定律分析天體運動問題．課前·自主預習1．地心說認為______是宇宙的中心，是__________的，太陽、月球以及其他星球都繞________運動．代表人物是古希臘天文學家托勒密．2．日心說認為__________是靜止不動的，地球和其他行星都繞________運動．代表人物是16世紀波蘭天文學家哥白尼．兩種學說的對立地球靜止不動地球太陽太陽開普勒行星運動定律定律內(nèi)容公式或圖示開普勒第一定律(軌道定律)所有行星繞太陽運動的軌道都是________，太陽處在橢圓的一個______上開普勒第二定律(面積定律)對任意一個行星來說，它與太陽的連線在____________內(nèi)掃過的___________橢圓焦點相等的時間面積相等定律內(nèi)容公式或圖示開普勒第三定律(周期定律)所有行星軌道的____________的三次方跟它的_________的二次方的比值都______公式：______＝k，k是一個對所有行星都______的常量半長軸公轉周期相等相同課堂·重難探究開普勒定律的理解2．開普勒行星運動定律是總結行星運動的觀測結果而得到的規(guī)律．它們中的每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀測行星運動所取得的資料中總結出來的．3．開普勒三定律是對行星繞太陽運動的總結，實踐表明開普勒三定律也適用于其他天體的運動，如月球繞地球的運動，衛(wèi)星(或人造衛(wèi)星)繞行星的運動．例1

(多選)(2023年廣州培英中學期中)關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是 (

)A．若圖中兩陰影部分行星運動時間相等，則右側面積大于左側面積B．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【答案】BC變式1

(2024年長沙名校聯(lián)考)自遠古以來，當人們仰望星空時，天空中壯麗璀璨的景象便吸引了人們的注意．智慧的頭腦開始探索星體運動的奧秘，其中德國天文學家開普勒做出了卓絕的貢獻，發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律，下列關于這三大定律的說法正確的是 (

)A．太陽系中所有行星的公轉周期與行星的軌道半長軸的三次方成正比B．太陽系中所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比都相等C．木星、地球和太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等D．所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心【答案】B1．為了簡化運算，一般把天體運動當成勻速圓周運動來研究，此時橢圓的半長軸近似為圓周的半徑．開普勒行星定律的應用A．k與a和T均無關 B．k與a3成正比C．k與T2的成反比 D．k是一個與行星質量有關的常量【答案】A變式2

(2024年廣西測試)我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心在2022年將“夸父一號”衛(wèi)星送入半徑為r1的晨昏軌道；2023年又將“星池一號A星”送入半徑為r2的晨昏軌道(r1>r2)，“夸父一號”與“星池一號A星”在繞地球運行中，周期之比為 (

)A．1∶1

B．r1∶r2【答案】C(1)開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星或其他天體運動．(2)將兩顆衛(wèi)星的運動看作圓周運動，應用圓周運動規(guī)律和開普勒第三定律相結合，就可以分析此類題型．小練·隨堂鞏固1．下列說法不正確的是 (

)A．托勒密和哥白尼都建立了物理模型來分析行星運動，對后人產(chǎn)生了深遠影響B(tài)．第谷經(jīng)過二十年觀察，詳細記錄了行星的位置和時間C．開普勒通過分析第谷的數(shù)據(jù)，得出了行星運動的規(guī)律D．開普勒分析伽利略的實驗數(shù)據(jù)，得出行星運動規(guī)律【答案】D【解析】托勒密和哥白尼都建立了物理模型來分析行星運動，對后人產(chǎn)生了深遠影響，A不符合題意；第谷經(jīng)過二十年觀察，詳細記錄了行星的位置和時間，B不符合題意；開普勒通過分析第谷的數(shù)據(jù)，得出了行星運動的規(guī)律，D符合題意，C不符合題意．故選D.2．(2023年廣州科學城中學期中)開普勒定律指出，行星繞太陽運行的軌道都是橢圓．太陽與這些橢圓的關系是 (

)A．太陽處在所有橢圓的中心上B．在相等時間內(nèi)，太陽與每一顆行星的連線掃過相等的面積C．所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，且該比值與太陽無關D．所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，且該比值與行星無關【答案】D【解析】根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上，不是橢圓的中心，A錯誤；根據(jù)開普勒第二定律，行星和太陽的連線在相等的時間間隔內(nèi)掃過相等的面積，此定律針對的是同一橢圓軌道，B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律，所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，此比值由中心天體太陽決定，與環(huán)繞天體行星無關，C錯誤，D正確．3．(2024年西安期中)如圖所示，是行星m繞恒星M運動情況的示意圖，下列說法正確的是 (

)A．速度最大的點是B點B．速度最小的點是C點C．行星

m從A到B做減速運動D．行星

m從B到A做減速運動【答案】C【解析】由開普勒第二定律知vAaAM＝vBaBM，又橢圓軌道上aAM最小，aBM最大，故vA最大，vB最小，即“近恒星M的點”處v最大，“遠恒星M的點”處v最小，C正確．4．(2024年江門一中檢測)2022年9月11日晚，月亮與木星相伴出現(xiàn)在夜空，上演了星月爭輝的浪漫天象．關于天體運動，下列說法正確的是 (

)A．木星與月亮均繞地球轉動B．地球和木星繞太陽運動的半長軸立方與周期平方之比不相同C．月亮繞地球和木星繞太陽的半長軸立方與周期平方之比不相同D．木星運行的方向始終與它和太陽的連線垂直【答案】C【解析】木星繞太陽轉動，月亮繞地球轉動，A錯誤；地球和木星均繞太陽轉動，根據(jù)開普勒第三定律，地球和木星繞太陽運動的半長軸立方與周期平方之比相同，B錯誤；木星繞太陽轉動，月亮繞地球轉動，兩者中心天體不同，則月亮繞地球和木星繞太陽的半長軸立方與周期平方之比不相同，C正確；木星繞太陽沿橢圓軌道運動，則木星運行的方向不是始終與它和太