《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行課件

第七章萬有引力與宇宙航行行星的運(yùn)動(dòng)《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行PPT課件《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行PPT課件第七章萬有引力與宇宙航行《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行P1一、兩種學(xué)說【思考】人類對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)看法存在著地心說和日心說,兩種學(xué)說的基本觀點(diǎn)分別是什么?提示:地心說認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的;日心說認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的。一、兩種學(xué)說21.地心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽、月亮以及其他行星都繞_____運(yùn)動(dòng)。2.日心說:_____是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)。地球地球太陽1.地心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽、地球3二、開普勒定律【思考】“銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水,臥看牽牛織女星?！痹?shī)中,牽牛星和織女星的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律嗎?提示:遵循一定規(guī)律。二、開普勒定律41.開普勒第一定律:(1)內(nèi)容:所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個(gè)_____上。(2)圖示:焦點(diǎn)1.開普勒第一定律:焦點(diǎn)52.開普勒第二定律:(1)內(nèi)容:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積_____。(2)圖示:相等2.開普勒第二定律:相等63.開普勒第三定律:(1)所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值_____。(2)表達(dá)式:___=k(用a代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T代表公轉(zhuǎn)周期)(3)圖示:相等3.開普勒第三定律:相等7(4)比值k關(guān)于比值k的說法正確的是:_______①k的大小與太陽無關(guān)②k的大小與行星無關(guān)③k的大小與行星有關(guān)④k的大小與太陽有關(guān)⑤k的大小與行星的線速度大小有關(guān)⑥k的大小與行星的角速度無關(guān)②④⑥(4)比值k②④⑥8三、行星的運(yùn)動(dòng)的近似處理【思考】

行星的軌道與圓十分接近,在中學(xué)階段的研究中能否可以按圓軌道處理?提示:可以。三、行星的運(yùn)動(dòng)的近似處理91.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,_____處在圓心。2.對(duì)于某一行星來說,它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度(或線速度)不變,即行星做_________運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等,即___=k。太陽勻速圓周1.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,_____處在圓太陽勻速10一開普勒定律的分析1.開普勒第一定律:(1)說明:盡管各行星的軌道大小不同,但它們的共同規(guī)律是所有行星都沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng),太陽則位于所有橢圓的一個(gè)公共焦點(diǎn)上,如圖所示。一開普勒定律的分析11(2)意義:否定了行星圓形軌道的說法,建立了正確的軌道理論,給出了太陽的準(zhǔn)確位置。(2)意義:否定了行星圓形軌道的說法,建立了正確的軌道理論,122.開普勒第二定律:(1)說明:行星靠近太陽時(shí)速度增大,遠(yuǎn)離太陽時(shí)速度減小。近日點(diǎn)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小,如圖所示。2.開普勒第二定律:13(2)意義:描述了行星在其軌道上運(yùn)行時(shí),線速度的大小不斷變化,并闡明了速度大小變化的數(shù)量關(guān)系。(2)意義:描述了行星在其軌道上運(yùn)行時(shí),線速度的大小不斷變化143.開普勒第三定律:(1)說明:揭示了周期與軌道半長(zhǎng)軸之間的關(guān)系,橢圓軌道半徑越長(zhǎng)的行星,其公轉(zhuǎn)周期越大;橢圓軌道半徑越短的行星,其公轉(zhuǎn)周期越小。3.開普勒第三定律:15(2)意義:表達(dá)式=k中的k值與行星無關(guān),只與太陽有關(guān)。不同星系具有不同的常數(shù),且常數(shù)由中心天體決定。(2)意義:表達(dá)式=k中的k值與行星無關(guān),只與太陽有16【思考·討論】地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成了四季交替現(xiàn)象,地球繞太陽運(yùn)動(dòng)遵循開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律嗎? (科學(xué)思維)

提示:遵循。【思考·討論】17【典例示范】(多選)如圖所示,“嫦娥三號(hào)”繞月球沿橢圓軌道運(yùn)行,繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,A、B分別為近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn),C是軌道上到A、B距離相等的點(diǎn),則下列說法正確的是 (

)【典例示范】(多選)如圖所示,“嫦娥三號(hào)”繞月球沿橢圓軌道運(yùn)18A.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸增大B.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸減小C.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間等于四分之一周期D.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間小于四分之一周期A.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸增大19【解析】選B、D。根據(jù)開普勒第二定律可知,“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)行的平均速率大于從C點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行的平均速率,可知從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間小于四分之一周期,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確?！窘馕觥窟xB、D。根據(jù)開普勒第二定律可知,“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)20【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.開普勒分別于1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,后人稱之為開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,下列說法正確的是 (

)A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,太陽處在圓心上B.對(duì)任何一顆行星來說,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大C.行星公轉(zhuǎn)周期與行星的質(zhì)量有關(guān)D.所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期成正比【素養(yǎng)訓(xùn)練】21【解析】選B。根據(jù)開普勒第一定律:所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,故A錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,所以對(duì)任何一顆行星來說,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大,故B正確;開普勒第三定律中的公式=k,可知半【解析】選B。根據(jù)開普勒第一定律:所有的行星圍繞22長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比,式中的k只與中心天體的質(zhì)量有關(guān),與行星質(zhì)量無關(guān),故C、D錯(cuò)誤。長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比,式中的k只與中心天體的232.(多選)哈雷彗星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是比較扁的橢圓,下列說法中正確的是 (

)A.彗星在近日點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率B.彗星在近日點(diǎn)的角速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的角速度C.彗星在近日點(diǎn)的向心加速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的向心加速度D.若彗星周期為76年,則它的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的76倍2.(多選)哈雷彗星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是比較扁的橢圓,下列說法24【解析】選A、B、C。根據(jù)開普勒第二定律,為使相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,則應(yīng)保證近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)相比在相同時(shí)間內(nèi)走過的弧長(zhǎng)要大,因此在近日點(diǎn)彗星的線速度(即速率)、角速度都較大,選項(xiàng)A、B正確。而向心加速度a=在近日點(diǎn),v大,R小,因此a大,選項(xiàng)C正確。根據(jù)開普勒第三定律則解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA、B、C。根據(jù)開普勒第二定律,為使相等25【補(bǔ)償訓(xùn)練】

(多選)在天文學(xué)上,春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季。如圖所示,從地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手,下列判斷正確的是 (

)【補(bǔ)償訓(xùn)練】26A.在冬至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大B.在夏至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大C.春夏兩季與秋冬兩季時(shí)間相等D.春夏兩季比秋冬兩季時(shí)間長(zhǎng)A.在冬至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大27【解析】選A、D。冬至日前后,地球位于近日點(diǎn)附近,夏至日前后地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)附近,由開普勒第二定律可知近日點(diǎn)速率最大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。春夏兩季平均速率比秋冬兩季平均速率小,又因所走路程基本相等,故春夏兩季時(shí)間長(zhǎng)。春夏兩季一般在186天左右,而秋冬兩季只有179天左右,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確?！窘馕觥窟xA、D。冬至日前后,地球位于近日點(diǎn)附近,夏至日前后28二開普勒定律的應(yīng)用1.適用范圍:(1)既適用于做橢圓運(yùn)動(dòng)的天體,也適用于做圓周運(yùn)動(dòng)的天體。(2)既適用于繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體,也適用于繞其他中心天體運(yùn)動(dòng)的天體。二開普勒定律的應(yīng)用292.意義:開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述,不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題上有了依據(jù),更澄清了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí),同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問題的研究。3.近似處理:由于行星的橢圓軌道都跟圓近似,在近似計(jì)算中,可以認(rèn)為,行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.意義:開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述,不僅使人們?cè)诮鉀Q行星30【典例示范】太陽系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道,“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米,結(jié)合下表可知,火星與太陽之間的平均距離約為 (

)

【典例示范】31A.1.2億千米 B.2.3億千米C.4.6億千米 D.6.9億千米水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期(年)0.2410.6151.01.8811.8629.5A.1.2億千米 B.2.3億千米水星金星地球火星木星土32【解析】選B。由題意可知,行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),滿足設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)半徑分別為T1、r1,火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑分別為T2、r2,則代入數(shù)值得,r2≈2.3億千米。【解析】選B。由題意可知,行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),滿足33【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)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∶1 D.16∶1【素養(yǎng)訓(xùn)練】34【解析】選C。據(jù)開普勒第三定律故選C?！窘馕觥窟xC。據(jù)開普勒第三定律故選352.土星直徑為119300km,是太陽系統(tǒng)中第二大行星,自轉(zhuǎn)周期只需10h39min,公轉(zhuǎn)周期為29.4年,距離太陽1.432×109km。土星最引人注目的是繞著赤道的巨大光環(huán)。在地球上人們只需要一架小型望遠(yuǎn)鏡就能清楚地看到光環(huán),環(huán)的外沿直徑約為274000km。請(qǐng)由上面提供的信息,估算地球距太陽有多遠(yuǎn)。(保留3位有效數(shù)字)2.土星直徑為119300km,是太陽系統(tǒng)中第二大行星,36《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行課件37【解析】根據(jù)開普勒第三定律有:k只與太陽質(zhì)量有關(guān)。則其中T為公轉(zhuǎn)周期,R為行星到太陽的距離,代入數(shù)值得:R地=1.50×1011m=1.50×108km。答案:約1.50×108km【解析】根據(jù)開普勒第三定律有:k只與太陽質(zhì)38【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的,設(shè)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為27天,則此衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期大約是(

)A.天 B.天C.1天 D.9天【補(bǔ)償訓(xùn)練】39【解析】選C。由于r衛(wèi)=r月,T月=27天,由開普勒第三定律可得T衛(wèi)=1天,故選項(xiàng)C正確?！窘馕觥窟xC。由于r衛(wèi)=r月,T月=27天,由開普勒第三402.已知兩個(gè)行星的質(zhì)量m1=2m2,公轉(zhuǎn)周期T1=2T2,則它們繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸之比為 (

)A.

B.2

C.

D.

2.已知兩個(gè)行星的質(zhì)量m1=2m2,公轉(zhuǎn)周期T1=2T2,則41【解析】選C。由開普勒第三定律知,行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的半長(zhǎng)軸和行星的質(zhì)量無關(guān),由得所以選項(xiàng)C正確?！窘馕觥窟xC。由開普勒第三定律知,行星繞太42【拓展例題】考查內(nèi)容:微分法在開普勒第二定律中的應(yīng)用【典例示范】某行星沿橢圓軌道運(yùn)行,遠(yuǎn)日點(diǎn)A離太陽的距離為a,近日點(diǎn)B離太陽的距離為b,過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為vA,則過近日點(diǎn)時(shí)的速率vB為 (

)A.vA

B.vA

C.vA

D.vA【拓展例題】考查內(nèi)容:微分法在開普勒第二定律中的43【正確解答】選C。如圖所示,由開普勒第二定律知,太陽和行星的連線在相等的時(shí)間里掃過的面積相等,取足夠短的時(shí)間Δt,則有vA·Δt·a=vB·Δt·b,所以vB=vA,C正確?！菊_解答】選C。如圖所示,由開普勒第二定律知,太44第七章萬有引力與宇宙航行行星的運(yùn)動(dòng)《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行PPT課件《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行PPT課件第七章萬有引力與宇宙航行《行星的運(yùn)動(dòng)》萬有引力與宇宙航行P45一、兩種學(xué)說【思考】人類對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)看法存在著地心說和日心說,兩種學(xué)說的基本觀點(diǎn)分別是什么?提示:地心說認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的;日心說認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的。一、兩種學(xué)說461.地心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽、月亮以及其他行星都繞_____運(yùn)動(dòng)。2.日心說:_____是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)。地球地球太陽1.地心說:_____是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,太陽、地球47二、開普勒定律【思考】“銀燭秋光冷畫屏,輕羅小扇撲流螢。天階夜色涼如水,臥看牽?？椗恰！痹?shī)中,牽牛星和織女星的運(yùn)動(dòng)遵循一定的規(guī)律嗎?提示:遵循一定規(guī)律。二、開普勒定律481.開普勒第一定律:(1)內(nèi)容:所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個(gè)_____上。(2)圖示:焦點(diǎn)1.開普勒第一定律:焦點(diǎn)492.開普勒第二定律:(1)內(nèi)容:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積_____。(2)圖示:相等2.開普勒第二定律:相等503.開普勒第三定律:(1)所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值_____。(2)表達(dá)式:___=k(用a代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T代表公轉(zhuǎn)周期)(3)圖示:相等3.開普勒第三定律:相等51(4)比值k關(guān)于比值k的說法正確的是:_______①k的大小與太陽無關(guān)②k的大小與行星無關(guān)③k的大小與行星有關(guān)④k的大小與太陽有關(guān)⑤k的大小與行星的線速度大小有關(guān)⑥k的大小與行星的角速度無關(guān)②④⑥(4)比值k②④⑥52三、行星的運(yùn)動(dòng)的近似處理【思考】

行星的軌道與圓十分接近,在中學(xué)階段的研究中能否可以按圓軌道處理?提示:可以。三、行星的運(yùn)動(dòng)的近似處理531.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,_____處在圓心。2.對(duì)于某一行星來說,它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度(或線速度)不變,即行星做_________運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等,即___=k。太陽勻速圓周1.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,_____處在圓太陽勻速54一開普勒定律的分析1.開普勒第一定律:(1)說明:盡管各行星的軌道大小不同,但它們的共同規(guī)律是所有行星都沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng),太陽則位于所有橢圓的一個(gè)公共焦點(diǎn)上,如圖所示。一開普勒定律的分析55(2)意義:否定了行星圓形軌道的說法,建立了正確的軌道理論,給出了太陽的準(zhǔn)確位置。(2)意義:否定了行星圓形軌道的說法,建立了正確的軌道理論,562.開普勒第二定律:(1)說明:行星靠近太陽時(shí)速度增大,遠(yuǎn)離太陽時(shí)速度減小。近日點(diǎn)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小,如圖所示。2.開普勒第二定律:57(2)意義:描述了行星在其軌道上運(yùn)行時(shí),線速度的大小不斷變化,并闡明了速度大小變化的數(shù)量關(guān)系。(2)意義:描述了行星在其軌道上運(yùn)行時(shí),線速度的大小不斷變化583.開普勒第三定律:(1)說明:揭示了周期與軌道半長(zhǎng)軸之間的關(guān)系,橢圓軌道半徑越長(zhǎng)的行星,其公轉(zhuǎn)周期越大;橢圓軌道半徑越短的行星,其公轉(zhuǎn)周期越小。3.開普勒第三定律:59(2)意義:表達(dá)式=k中的k值與行星無關(guān),只與太陽有關(guān)。不同星系具有不同的常數(shù),且常數(shù)由中心天體決定。(2)意義:表達(dá)式=k中的k值與行星無關(guān),只與太陽有60【思考·討論】地球繞太陽公轉(zhuǎn)形成了四季交替現(xiàn)象,地球繞太陽運(yùn)動(dòng)遵循開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律嗎? (科學(xué)思維)

提示:遵循?！舅伎肌び懻摗?1【典例示范】(多選)如圖所示,“嫦娥三號(hào)”繞月球沿橢圓軌道運(yùn)行,繞行方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,A、B分別為近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn),C是軌道上到A、B距離相等的點(diǎn),則下列說法正確的是 (

)【典例示范】(多選)如圖所示,“嫦娥三號(hào)”繞月球沿橢圓軌道運(yùn)62A.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸增大B.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸減小C.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間等于四分之一周期D.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間小于四分之一周期A.“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸增大63【解析】選B、D。根據(jù)開普勒第二定律可知,“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行速率逐漸減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)行的平均速率大于從C點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)行的平均速率,可知從A點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間小于四分之一周期,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確?！窘馕觥窟xB、D。根據(jù)開普勒第二定律可知,“嫦娥三號(hào)”從A點(diǎn)64【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.開普勒分別于1609年和1619年發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,后人稱之為開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,下列說法正確的是 (

)A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,太陽處在圓心上B.對(duì)任何一顆行星來說,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大C.行星公轉(zhuǎn)周期與行星的質(zhì)量有關(guān)D.所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期成正比【素養(yǎng)訓(xùn)練】65【解析】選B。根據(jù)開普勒第一定律:所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,故A錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,所以對(duì)任何一顆行星來說,離太陽越近,運(yùn)行速率就越大,故B正確;開普勒第三定律中的公式=k,可知半【解析】選B。根據(jù)開普勒第一定律:所有的行星圍繞66長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比,式中的k只與中心天體的質(zhì)量有關(guān),與行星質(zhì)量無關(guān),故C、D錯(cuò)誤。長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比,式中的k只與中心天體的672.(多選)哈雷彗星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是比較扁的橢圓,下列說法中正確的是 (

)A.彗星在近日點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率B.彗星在近日點(diǎn)的角速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的角速度C.彗星在近日點(diǎn)的向心加速度大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的向心加速度D.若彗星周期為76年,則它的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的76倍2.(多選)哈雷彗星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是比較扁的橢圓,下列說法68【解析】選A、B、C。根據(jù)開普勒第二定律,為使相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,則應(yīng)保證近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)相比在相同時(shí)間內(nèi)走過的弧長(zhǎng)要大,因此在近日點(diǎn)彗星的線速度(即速率)、角速度都較大,選項(xiàng)A、B正確。而向心加速度a=在近日點(diǎn),v大,R小,因此a大,選項(xiàng)C正確。根據(jù)開普勒第三定律則解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xA、B、C。根據(jù)開普勒第二定律,為使相等69【補(bǔ)償訓(xùn)練】

(多選)在天文學(xué)上,春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季。如圖所示,從地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手,下列判斷正確的是 (

)【補(bǔ)償訓(xùn)練】70A.在冬至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大B.在夏至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大C.春夏兩季與秋冬兩季時(shí)間相等D.春夏兩季比秋冬兩季時(shí)間長(zhǎng)A.在冬至日前后,地球繞太陽的運(yùn)行速率較大71【解析】選A、D。冬至日前后,地球位于近日點(diǎn)附近,夏至日前后地球位于遠(yuǎn)日點(diǎn)附近,由開普勒第二定律可知近日點(diǎn)速率最大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。春夏兩季平均速率比秋冬兩季平均速率小,又因所走路程基本相等,故春夏兩季時(shí)間長(zhǎng)。春夏兩季一般在186天左右,而秋冬兩季只有179天左右,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確?！窘馕觥窟xA、D。冬至日前后,地球位于近日點(diǎn)附近,夏至日前后72二開普勒定律的應(yīng)用1.適用范圍:(1)既適用于做橢圓運(yùn)動(dòng)的天體,也適用于做圓周運(yùn)動(dòng)的天體。(2)既適用于繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體,也適用于繞其他中心天體運(yùn)動(dòng)的天體。二開普勒定律的應(yīng)用732.意義:開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述,不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題上有了依據(jù),更澄清了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí),同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問題的研究。3.近似處理:由于行星的橢圓軌道都跟圓近似,在近似計(jì)算中,可以認(rèn)為,行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.意義:開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述,不僅使人們?cè)诮鉀Q行星74【典例示范】太陽系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道,“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米,結(jié)合下表可知,火星與太陽之間的平均距離約為 (

)

【典例示范】75A.1.2億千米 B.2.3億千米C.4.6億千米 D.6.9億千米水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期(年)0.2410.6151.01.8811.8629.5A.1.2億千米 B.2.3億千米水星金星地球火星木星土76【解析】選B。由題意可知,行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),滿足設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)半徑分別為T1、r1,火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑分別為T2、r2,則代入數(shù)值得,r2≈2.3億千米。【解析】選B。由題意可知,行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),滿足77【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)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∶1 D.16∶1【素養(yǎng)訓(xùn)練】78【解析】選C。據(jù)開普勒第三定律故選C。【解析】選C。據(jù)開普勒第三定律故選792.土星直徑為119300km,是太陽系統(tǒng)中第二大行星,自轉(zhuǎn)周期只需10h39min,公轉(zhuǎn)周期為29.4年,距離太陽1.432×109km。土星最引人注目的是繞著赤道的巨大光環(huán)。在地球上人們只需要一架小型望遠(yuǎn)鏡就能清楚地看到光環(huán),環(huán)