行星的運(yùn)動 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修二

第七章萬有引力與宇宙航行知識體系掌握模型建構(gòu)的能力物理觀念的形成、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力宇宙速度、飛船變軌了解中國航天的發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和創(chuàng)造性思維通過測天體質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)未知天體培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感人們仰望星空，遐想無限。天體的運(yùn)行有沒有可循的規(guī)律呢？課堂引入：一、兩種學(xué)說的碰撞地心說日心說一、兩種學(xué)說的碰撞代表人物：托

勒

密地球是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動。地心說一、兩種學(xué)說的碰撞代表人物：哥白尼太陽是宇宙的中心,并且靜止不動,一切行星都圍繞太陽運(yùn)動。日心說【觀測大師：第谷】“日心說”最終戰(zhàn)勝“地心說”的科學(xué)功臣。第谷（1546-1601）【數(shù)學(xué)天才：開普勒】【典例1】（2020·廣西高一期末）人類一直不斷地對宇宙追求探索著，關(guān)于宇宙天體學(xué)說正確的是（）A．日心說代表人物是托勒密B．地心說是正確的，日心說是錯(cuò)誤的C．日心說被人們所接受的原因是以太陽為中心，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動也變得簡單了D．太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運(yùn)動二、開普勒行星運(yùn)動定律

所有的行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。1.開普勒第一定律：說明：

（1）太陽并不是位于橢圓中心，而是位于焦點(diǎn)處。（2）不同行星軌道不同，但所有軌道的焦點(diǎn)重合。軌道定律想一想：橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?思維拓展：把細(xì)繩的兩端合在一起（即兩個(gè)焦點(diǎn)合并成一個(gè)點(diǎn)），再用鉛筆把細(xì)繩拉緊，在板上畫出的圖形是什么？半長軸a半短軸b焦點(diǎn)【典例2】（2020·湖南長沙市·長郡中學(xué)）如圖所示，火星和地球都在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)行軌道是橢圓。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知（）A．太陽位于地球運(yùn)行軌道的中心B．地球靠近太陽的過程中，運(yùn)行速率減小C．火星遠(yuǎn)離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積逐漸增大D．火星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長二、開普勒行星運(yùn)動定律

對于任意一個(gè)行星而言，它和太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。2.開普勒第二定律：說明：行星在近日點(diǎn)速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速率。面積定律開普勒第二定律三、開普勒行星運(yùn)動定律

所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等。3.開普勒第三定律：猜想：a3/T2=k，你能猜出k可能跟誰有關(guān)嗎?行星？太陽？周期定律3.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.36×10^183.37×10^183.37×10^181.03×10^131.03×10^13【驗(yàn)證猜想】結(jié)論：(1)開普勒第三定律也適用于太陽系以外的其他環(huán)繞系統(tǒng)，不同的環(huán)繞系統(tǒng)，k值不同。(2)k值與環(huán)繞天體無關(guān)，由中心天體決定。行星運(yùn)動的近似處理方法1.行星繞太陽運(yùn)動的軌道近似為圓，太陽處于圓心。2.行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動。3.所有行星軌道半徑的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即【典例3】（2021·全國高一課時(shí)練習(xí)）（多選）下列對開普勒第三定律

的理解，正確的是()A．T表示行星的自轉(zhuǎn)周期B．k是一個(gè)僅與中心天體有關(guān)的常量C．該定律既適用于行星繞太陽的運(yùn)動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動D．若地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的半長軸為a1，周期為T1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的半長軸為a2，周期為T2，由開普勒第三定律可得典例分析【典例4】(2018?全國Ⅲ卷)為了探測引力波，“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∶1D.16∶1典例分析課堂小結(jié)：行星的運(yùn)動兩種學(xué)說地心說日心說三大定律軌道定律面積定律周期定律開普勒完美解決了“行星怎樣運(yùn)動？”的問題，為此他本人