高三物理行星的运动

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1、第11讲行星的运动考点l行星运动的两种学说在对行星运动的描述上，地心说符合日常经验，长期为人所迷信。但日心说最终以强有力的证据向人们展示了其正确性。．哥白尼学说存在两大缺点：①把太阳当作宇宙的中心。实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心：②沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。实际上行星轨道是椭圆的，行星的运动也不是匀速的。【考题l】关于天体的运动以下说法中正确的是()．A．天体的运动毫无规律，无法研究B．天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动C．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动D．太阳系中所有行星都围绕太阳运动

2、【解析】天体运动是有规律的，不是做匀速圆周运动，运动的轨迹是椭圆，地球绕太阳转动。日心说虽然最终战胜了地心说，但由于当时人们认知水平的局限性，一些观点也是不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是匀速圆周运动而是变速曲线运动．【答案】D【变式1—1】下列说法中正确的是()．A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳转动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说和地心说都是错误的考点2开普勒第一定律所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律(轨道定律)：行星的轨道

3、都是椭圆的，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上，如图l2一1所示．1．不同的行星，轨道椭圆是不同的。每个椭圆都有两个焦点，所有行星运行的椭圆轨道均有一个焦点是相互重合在一起的，太阳就处在这个重合在一起的公共焦点上。2．行星运动的轨道为椭圆，是曲线运动。行星在轨道上任一点的速度方向沿该点的切线方向。速度方向易被忽略，如：有部分同学认为行星的速度方向垂直于行星与太阳的连线，这种认识是错误的。是将行星的运动视为圆周运动，而实质上其轨道为椭圆。【考题2】下列说法中正确的是()．A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.行星的运动方向总是沿着轨

4、道的切线方向C．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D.日心说的说法是正确的【解析】太阳系中八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个共同焦点上，A正确。行星从近日点向远日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于900，当行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于900，B正确，C错。日心说虽然比地心说有进步，但太阳也并非静止，太阳也不断绕银河系运动，D错．【答案】A、B【变式2—1】冥王星原来是在九大行星之列的，可在2006年8月，国际天文学联合会大会正式通过决议，将冥王星降级，即：将它

5、从九大行星队伍中开除，取而代之以“矮行星”的称呼来安慰它，这已经足以令冥王星十分的“郁闷”，可美国科学家的最新发现却又使冥王星很“受伤”！当时人们认为冥王星应该是矮行星中的“老大”，但加利福尼亚理工学院天文学家迈克尔·布朗等人在研究报告中说，另一颗矮行星“厄里斯”的质量大约比冥王星大27％．是目前已知最大的矮行星。下列说法中正确的是()．A．八大行星是围绕太阳运动的，而且都在同一椭圆轨道上B．矮行星不是绕太阳而是绕其他行星运动的C.冥王星被降级以后其轨道也发生了相应的变化D．冥王星与厄里斯有着一个共同的轨道焦点考点3开普勒第二定律任一行星与太阳的

6、连线在相等时间内扫过的面积恒定，这决定了近日点行星速率大而远日点行星速率小的问题．开普勒第二定律(面积定律)：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．如图12—3所示，若t2一tl＝t4一t3．则图中阴影面积SA＝SB．根据面积定义、扇形面积公式及圆周运动可得，故行星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小。从动力学角度出发，由近日点向远日点运行时，太阳对行星引力与其速度的夹角为钝角，行星做减速运动；由远日点向近日点运行时，太阳对行星引力与其速度的夹角为锐角，行星做加速运动。【考题3】某行星绕太阳C沿椭圆轨道运行，它的近日点

7、A到太阳的距离为r，远日点B到太阳的距离为R，若行星经过近日点时的速度为vA?求该行星经过远日点时速度的大小vB．【解析】根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。本题关键是将速度和面积的关系想办法表达出来求解。如图l2—2所示，分别以近日点A和远日点B为中心，取一个极短的时间Δt，在该时间内扫过的面积如图中画有斜线的两个扇形所示。由于Δt极短，可以把这段时间内的运动看做匀速率运动，所以，其对应的弧长分别为和两个扇形的面积分别为．．由于两面积相等，所以解得行星经远日点B时的速度大小为．【变式3—1】

8、某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图12—4所示。F1、F2是椭圆轨道的两个焦点，A和B是长轴上的两个点，已知行星运动到A点的速率比到B点的速