高一物理必修2第六章萬(wàn)有引力與航天第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)案（無(wú)答案）

1、必修2 第六章 萬(wàn)有引力與航天第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng)年級(jí)： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 學(xué)習(xí)目的：1.理解地心說(shuō)與日心說(shuō)的主要內(nèi)容和代表人物.2.知道人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程.3.理解并應(yīng)用開普勒三個(gè)定律分析一些簡(jiǎn)單問(wèn)題.學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)：.理解并應(yīng)用開普勒三個(gè)定律學(xué)習(xí)過(guò)程：【新知探究】一、對(duì)開普勒定律的理解1.開普勒第一定律解決了行星的軌道問(wèn)題. 圖2圖3行星的軌道都是橢圓，如圖2所示，不同行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道是不同的，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖3所示，即所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)太陽(yáng).因此開普勒第一定律又叫軌道定律.2.開普勒第二定律解決了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小問(wèn)題.1如圖4所示，假如時(shí)間間

2、隔相等，由開普勒第二定律知，面積SASB，可見(jiàn)離太陽(yáng)越近，行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，即行星的速率越大.因此開普勒第二定律又叫面積定律.圖42近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星間隔 太陽(yáng)的最近點(diǎn)、最遠(yuǎn)點(diǎn).同一行星在近日點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小.3.開普勒第三定律解決了行星周期的長(zhǎng)短問(wèn)題.1如圖5所示，由eq fa3,T2k知橢圓軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)，因此第三定律也叫周期定律.常數(shù)k與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān).2該定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，其中常數(shù)k與衛(wèi)星無(wú)關(guān)，只與地球有關(guān)，也就是說(shuō)k值大小由中心天體決定.例1多項(xiàng)選擇關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的選項(xiàng)

3、是A.太陽(yáng)系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)B.太陽(yáng)系中的八大行星的軌道有的是圓形，并不都是橢圓C.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向D.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽(yáng)的連線垂直例2多項(xiàng)選擇關(guān)于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒定律，我們可以推出的正確結(jié)論有A.人造地球衛(wèi)星的軌道都是橢圓，地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率與衛(wèi)星到地心的間隔 有關(guān)，間隔 小時(shí)速率小C.衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，周期越大D.同一衛(wèi)星繞不同的行星運(yùn)動(dòng)，eq fa3,T2的值都一樣二、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理由于大多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與圓非常接近，因此，在中學(xué)階段的研究中可以按圓周運(yùn)動(dòng)處理，這樣，開普勒三定律就可

4、以這樣表述：1行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道非常接近圓，太陽(yáng)處在圓心；2對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度或線速度不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；3所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即eq fr3,T2k.例3長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星Charon被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119 600 km，公轉(zhuǎn)周期T16.39天.2019年3月，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r248 000 km，那么它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于A.15天 B.25天C.35天 D.45天針對(duì)訓(xùn)練木星和地球都繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約12年，地球與太陽(yáng)的間隔 為1天文單位，那

5、么木星與太陽(yáng)的間隔 約為A.2天文單位 B.4天文單位C.5.2天文單位 D.12天文單位【練習(xí)拓展】：1.對(duì)開普勒第三定律的認(rèn)識(shí)多項(xiàng)選擇開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表達(dá)式為eq fa3,T2k，以下理解正確的選項(xiàng)是A.k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量B.a代表行星的球體半徑C.T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D.T代表行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期2. 開普勒第二定律的應(yīng)用如圖6所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.速度最大點(diǎn)是B點(diǎn)B.速度最小點(diǎn)是C點(diǎn)C.m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)D.m從B到A做減速運(yùn)動(dòng)3.開普勒第三定律的應(yīng)用1980年10月14日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星，2019年12月21日，經(jīng)國(guó)際小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，將這顆小行星命名為“錢學(xué)森星，以表彰這位“兩彈一星的功臣對(duì)我國(guó)科技事業(yè)做出的卓越奉獻(xiàn).假設(shè)將地球和“錢學(xué)森星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)都看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)行軌道如圖7所示.“錢學(xué)森星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑為R，那么“錢學(xué)森星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為A.eq r3,3.4R B.eq r3.4RC.eq r3,11.56R D.eq r11.56R【歸納整理】開普勒第三定律提醒的是不同行星運(yùn)動(dòng)快