2018届高中物理第六章万有引力与航天第1节行星的运动学案新人教版

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1、第1节　行星的运动核心素养关键词知识体系1.德国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现了行星运动定律.2.开普勒第一定律指明行星绕太阳的轨道为椭圆轨道，而非圆轨道；第二定律可导出近日点速率大于远日点速率；第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系.3.近似处理时，可将行星绕太阳运动或卫星绕地球运动看做是匀速圆周运动，且对同一中心天体的行星或卫星＝k，其中的k值均相同.一、两种学说1.地心说地球是宇宙的中心，地球静止不动，太阳、月球及其他行星都绕地球运动.代表人物是托勒密.2.日心说太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，代表人

2、物是哥白尼.二、开普勒行星运动定律1.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上.2.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.143.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.一、合作探究找规律考点一　地心说与日心说1.地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来这两种观点哪一种是正确的？2.如图是火星冲日年份示意图，观察图中地球、火星的位置，思考地球和火星谁的公转周期更长.答：1.两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史时期的产物.两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不完全正确的.2.由题图可知，

3、地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得：火星的公转周期更长一些.考点二　行星运动的规律1.如图所示是地球绕太阳公转时的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天绕太阳运动的速度最大？2.如图所示是“金星凌日”的示意图，观察图中地球、金星的位置，思考地球和金星谁14的公转周期更长.答：1.冬至日.由图可知，冬至日地球在近日点附近，由开普勒第二定律可知，冬至日地球绕太阳运动的速度最大.2.地球.由题图可知，地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得，地球的公转周期更长一些.二、理解概念做判断1.行星的运动定律最早是

4、由牛顿发现的.(×)2.所有行星绕太阳运转的周期都是相等的.(×)3.距离太阳越远的行星运动的速度越大.(×)4.开普勒关于行星运动规律是通过观察太阳系的几大行星总结得出的.(√)5.公式a3/T2＝k中的a可以认为是行星的轨道半径.(√)要点1

5、开普勒行星运动定律1.开普勒第一定律(椭圆轨道定律)：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上.对开普勒第一定律的理解：第一定律告诉我们，尽管各行星运行的轨道大小不同，但它们运行的共同规律是：所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上，如图所示，开普勒第一定律否定了行星运动的轨道是圆形

6、轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳的14准确位置.2.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.如图所示为相等时间内所扫面积相等.对开普勒第二定律的理解：行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小.近日点速度最大，远日点速度最小.3.开普勒第三定律(周期定律)：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.其数学表达式为＝k或＝…＝.其中，a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期.对开普勒第三定律的理解：对＝k的认识：第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系.椭圆轨道半长轴越长的行星，

7、其公转周期越大，反之，其公转周期越小.在图中，半长轴是AB间距的一半，T是公转周期.其中常数k与行星无关，只与太阳的质量有关.典例1　下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是(　　)A．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B．行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上C．行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大D．离太阳越远的行星，公转周期越短【思路点拨】　开普勒行星运动定律中太阳系中所有行星都绕太阳运动，但不是同一轨道，距离太阳近的速度大，公转周期小.14【解析】　开普勒行星运动定律中，所有行星绕太阳运动的轨迹是一椭圆，不是同一椭圆，太阳在椭圆的焦点上，在近日点具

8、有最大的速度，远日点有最小的速度，轨道半长轴的三次方与公转周期的平方之比是常数，所以半长轴越长周期越大，故A、C、D错误，B正确.【答案】　B变式训练1－1　关于开普勒行星运动规律，下列说法正确的是(　　)A．太阳系中绝大部分行星的运动轨道都是椭圆，而极个别行星的运动轨道可能是圆B．只有行星绕太阳运动时的轨道才是椭圆的C．在任意相等时间内，地球跟太阳的连线扫过的面积都相等D．只适合于太阳系，不适应其他星系解析：根据开普勒第一定律可知，太阳系中行星运动轨道都是椭圆，A选项错误；天体运动中，并不是行星绕太阳的轨道才是椭圆，B选项错误；由开普勒