2023學(xué)年完整公開課版行星的運(yùn)動

71行星的運(yùn)動一、兩種學(xué)說地心說日心說代表人物：托勒密地球是宇宙的中心,一切行星圍繞地球做圓周運(yùn)動。地心說代表人物：哥白尼太陽是宇宙的中心,一切行星都圍繞太陽運(yùn)動。日心說丹麥天文學(xué)家第谷—觀測大師哥白尼之后，第谷連續(xù)20年對行星的位置進(jìn)行了較仔細(xì)的測量，大大提高了測量的精確程度。在第谷之前，人們測量天體位置的誤差大約是10’，第谷把這個不確定性減小到2’。得出行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的模型。德國的物理學(xué)家開普勒繼承和總結(jié)了他的導(dǎo)師第谷的全部觀測資料及數(shù)據(jù)，他得到的結(jié)果與第谷的觀察數(shù)據(jù)相差8’，而當(dāng)時(shí)第谷公認(rèn)的誤差為2’。開普勒經(jīng)過20年的研究和四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了19種設(shè)想，最后終于計(jì)算出行星繞太陽運(yùn)動的軌跡為橢圓，并總結(jié)為行星運(yùn)動三大定律。德國天文學(xué)家開普勒—數(shù)學(xué)天才所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點(diǎn)上。1開普勒第一定律軌道定律：二、三大定律2開普勒第二定律面積定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間里內(nèi)掃過的面積相等。可以推證，當(dāng)行星離太陽比較近時(shí)，運(yùn)動速度比較快，而離太陽比較遠(yuǎn)時(shí)速度比較慢，這也就是在地理中所提到的，在近日點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速度。3開普勒第三定律周期定律：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。是一個和星系的中心天體質(zhì)量有關(guān)的物理量，同一星系中各行星的值相同，比如太陽系中八大行星的值都相同；不同星系因中心天體不同，則不同星系中的行星的值不同。a行星半長軸(×106km)公轉(zhuǎn)周期(天)K值水星5787.973.36×1018金星1082253.36×1018地球1493653.36×1018火星2286873.36×1018木星77843333.36×1018土星1426107593.36×1018天王星2870306603.37×1018海王星4498601483.37×1018同步衛(wèi)星0.04241.0月球0.384427.3102×1013102×1013高中階段對行星運(yùn)動的近似化研究雖然，行星的運(yùn)動是橢圓軌道，運(yùn)動速度大小不斷的變化，但實(shí)際上，大多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，所以在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理。因此，在高中階段：①大多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。②對某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動的角速度（線速度）大小不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動?？傮w來說，在高中階段，就是變速橢圓運(yùn)動作為勻速圓周運(yùn)動處理，對應(yīng)的半長軸即為圓的半徑。【正確答案】D1、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)間比地球的長課堂練習(xí)2、關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動的下列說法中正確的是（）A、所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動。B、行星繞太陽運(yùn)動時(shí)太陽位于行星軌道的中心處。C、離太陽越近的行星運(yùn)動周期越長。D、所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。D課堂練習(xí)3、行星繞恒星的運(yùn)動軌道如果是圓形，那么運(yùn)行周期T的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數(shù)，設(shè)T2/r3=,則常數(shù)的大小A只與恒星的質(zhì)量有關(guān)B與恒星的質(zhì)量及行星的的質(zhì)量有關(guān)C只與行星的質(zhì)量有關(guān)D與恒星的質(zhì)量及行星的的速度有關(guān)A課堂練習(xí)4、已知月球繞地球運(yùn)行軌道可以視為圓，其軌道半徑為R，公轉(zhuǎn)周期為T，地球自轉(zhuǎn)周期為T1，若發(fā)射一顆定點(diǎn)于赤道上空并與地面保持相對靜止的衛(wèi)星，試求衛(wèi)星軌道半徑？解析：衛(wèi)星和地球保持相對靜止則衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期為T1，設(shè)其軌道半徑為R1利用開普勒第三定律得：

解得：課堂練習(xí)5、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