第一節(jié)　認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)　

第三章萬(wàn)有引力定律第一節(jié)認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)了解人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程，知道地心說(shuō)和日心說(shuō)。(2)知道開(kāi)普勒定律，掌握行星運(yùn)行的軌道特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？茖W(xué)思維理解并能應(yīng)用開(kāi)普勒定律解答有關(guān)問(wèn)題?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究一般從最基本的觀念開(kāi)始。

憑借對(duì)現(xiàn)象的觀測(cè)、模型的建構(gòu)以及模型與事實(shí)之間的偏差，不斷修正原有的觀念和模型，使其逐步接近真實(shí)，獲得物理規(guī)律。(2)知道科學(xué)包含大膽的想象和創(chuàng)新，尊重客觀事實(shí)、堅(jiān)持實(shí)事求是是科學(xué)研究的基本態(tài)度和社會(huì)責(zé)任。一、從地心說(shuō)到日心說(shuō)1．地心說(shuō)(1)_____

是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月球以及其他星體都繞_____運(yùn)動(dòng)。(2)代表人物：_______。2．日心說(shuō)(1)_____

是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞_____運(yùn)動(dòng)。(2)代表人物：________。地球地球托勒密太陽(yáng)太陽(yáng)哥白尼3．地心說(shuō)與日心說(shuō)的局限性都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的___________運(yùn)動(dòng)，但德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。勻速圓周二、開(kāi)普勒定律定律內(nèi)容圖示開(kāi)普勒第一定律所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是______，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)______上開(kāi)普勒第二定律對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的______在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的_____橢圓焦點(diǎn)連線面積續(xù)表三次方公轉(zhuǎn)周期的二次方相同1.如下圖甲、乙分別表示行星運(yùn)動(dòng)的不同學(xué)說(shuō)。

甲、乙各表示什么學(xué)說(shuō)？

提示：甲表示地心說(shuō)，乙表示日心說(shuō)。2．如圖所示，為太陽(yáng)系中八大行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)示意圖，請(qǐng)對(duì)以下結(jié)論作出判斷：×√√×[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]如圖為行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的示意圖，觀察各行星的運(yùn)動(dòng)軌跡，它們是規(guī)則的圓形嗎？它們繞太陽(yáng)一周的時(shí)間分別為：水星約88天、金星約225天、地球約365.25天、火星約687天、木星約11.86年、土星約29.46年、天王星約84.01年、海王星約164.79年，據(jù)此猜測(cè)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期與它們到太陽(yáng)的距離有什么樣的定性關(guān)系？提示：不是。距離越大，周期越長(zhǎng)。新知學(xué)習(xí)(一)|對(duì)開(kāi)普勒定律的理解[針對(duì)訓(xùn)練]1．地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，月球沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。下列說(shuō)法正確的是(

)A．地球位于月球運(yùn)行軌道的中心B．地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度C．地球與月球公轉(zhuǎn)周期平方之比等于它們軌道半長(zhǎng)軸立方之比D．相同時(shí)間內(nèi)，地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于月球與地球連線掃過(guò)的面積解析：根據(jù)開(kāi)普勒第一定律知，地球位于月球橢圓運(yùn)行軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，A錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，地球和太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，所以地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度，B正確；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿足這一結(jié)論，C錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知，對(duì)任意一個(gè)行星而言，太陽(yáng)與行星的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿足這一結(jié)論，D錯(cuò)誤。答案：B

新知學(xué)習(xí)(二)|開(kāi)普勒定律的應(yīng)用[重點(diǎn)釋解]1．行星運(yùn)動(dòng)的近似處理2．開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用(1)橢圓軌道——如彗星的運(yùn)動(dòng)

知道了彗星的周期，就可以由開(kāi)普勒第三定律計(jì)算彗星軌道的半長(zhǎng)軸長(zhǎng)度。反之，

知道了彗星軌道的半長(zhǎng)軸也可以求出彗星的周期。(2)近似圓軌道——如行星的運(yùn)動(dòng)

知道了行星到太陽(yáng)的距離，就可以由開(kāi)普勒第三定律計(jì)算或比較行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以計(jì)算或比較其到太陽(yáng)的距離。[典例體驗(yàn)][典例]飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T(mén)。如果飛船要返回地面，可在軌道上某點(diǎn)A處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓和地球表面在B點(diǎn)相切，如圖所示。如果地球半徑為R0，求飛船由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間。/方法技巧/應(yīng)用開(kāi)普勒第三定律解題的步驟(1)首先判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同，只有對(duì)同一個(gè)中心天體開(kāi)普勒第三定律才成立。(2)明確題中給出的周期關(guān)系或半徑關(guān)系。(3)根據(jù)開(kāi)普勒第三定律列式求解。

科學(xué)思維——開(kāi)普勒定律的應(yīng)用2．(選自人教版新教材課后練習(xí))開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)。如果一顆人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，它在離地球最近的位置(近地點(diǎn))和最遠(yuǎn)的位置(遠(yuǎn)地點(diǎn))，哪點(diǎn)的速度比較大？提示：最近的位置速度比較大。二、新題目精選——品立意深處所蘊(yùn)含的核心價(jià)值1．二十四節(jié)氣中的春分與秋分均為太陽(yáng)直射赤道，春分為太陽(yáng)從南回歸線回到赤道，秋分則為太陽(yáng)從北回歸線回到赤道。2022年3月20日為春分，9月23日為秋分，2023年3月21日為春分，可以推算從春分到秋分為187天，而從秋分到春分為179天。設(shè)以上兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)地球公轉(zhuǎn)的軌跡長(zhǎng)度相等，如圖所示，關(guān)于上述自然現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度大小不變B．從春分到秋分地球離太陽(yáng)比從秋分到春分遠(yuǎn)C．夏天地球離太陽(yáng)較近D．從春分到夏至地球公轉(zhuǎn)的速度變大解析：由題圖可知，地球到太陽(yáng)的距離時(shí)刻改變。根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，地球的公轉(zhuǎn)速度大小時(shí)刻改變，A錯(cuò)誤；由題意可知從春分到秋分運(yùn)行時(shí)間比從秋分到春分運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，軌跡長(zhǎng)度相等，則運(yùn)行速度小，距離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，故從春分到秋分地球離太陽(yáng)比從秋分到春分遠(yuǎn)，B正確；由題圖可知，夏天地球離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，C錯(cuò)誤；由題圖可知，從春分到夏至地球到太陽(yáng)的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，從春分到夏至地球公轉(zhuǎn)的速度變小，D錯(cuò)誤。答案：B

2．哈雷彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，哈雷彗星每隔一定的時(shí)間飛臨地球一次，如圖所示。從公元前240年起，哈雷彗星每次回歸，中國(guó)均有記錄。它最近一次回歸的時(shí)間是1986年。從公元前