江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動課件新人教版必修第二冊

第七章

萬有引力與宇宙航行1

行星的運(yùn)動1教材預(yù)習(xí)·必備知識全過關(guān)2核心要點(diǎn)·能力素養(yǎng)全提升3分層作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)1.了解地心說和日心說，知道開普勒行星運(yùn)動三定律的內(nèi)容。2.掌握行星運(yùn)動定律并能應(yīng)用定律解決問題。3.了解人們對行星運(yùn)動的認(rèn)識過程漫長復(fù)雜，真理來之不易。物理觀念：開普勒運(yùn)動定律中包含的運(yùn)動觀念（運(yùn)動觀念形成）?？茖W(xué)思維：地心說、日心說的成功之處與不足，橢圓軌道模型的構(gòu)建。01教材預(yù)習(xí)·必備知識全過關(guān)一、地心說與日心說1.地心說______是宇宙的中心，是__________的，太陽、月球以及其他星體都繞_____運(yùn)動。2.日心說______是靜止不動的，地球和其他行星都繞______運(yùn)動。3.局限性：都把天體的運(yùn)動看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動必然是最完美、最和諧的______________，而與丹麥天文學(xué)家______的觀測數(shù)據(jù)不符。地球靜止不動地球太陽太陽勻速圓周運(yùn)動第谷二、開普勒三定律定律內(nèi)容圖示或公式開普勒第一定律所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是______，太陽處在______的一個______上開普勒第二定律對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的______內(nèi)掃過的______相等橢圓橢圓焦點(diǎn)時(shí)間面積定律內(nèi)容圖示或公式開普勒第三定律所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的__________的二次方的比都相等

公轉(zhuǎn)周期續(xù)表三、行星運(yùn)動的近似處理行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中我們可按圓軌道處理。這樣就可以說：1.行星繞太陽運(yùn)動的軌道十分接近圓，太陽處在______；2.行星繞太陽做__________運(yùn)動；

圓心勻速圓周

比值都相等02核心要點(diǎn)·能力素養(yǎng)全提升要點(diǎn)一

對開普勒定律的理解定律認(rèn)識角度理解開普勒第一定律空間分布的認(rèn)識各行星的橢圓軌道盡管大小不同，但太陽在所有軌道的一個共同焦點(diǎn)上不同行星的軌道是不同的，可能相差很大開普勒第二定律對速度大小的認(rèn)識行星沿橢圓軌道運(yùn)動靠近太陽時(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)速度最小開普勒第三定律對周期長短的認(rèn)識橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長該定律不僅適用于行星，也適用于其他天體定律認(rèn)識角度理解開普勒第三定律對周期長短的認(rèn)識例題1

地球沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，月球沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。下列說法正確的是(

)

BA.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軸立方之比D.相同時(shí)間內(nèi)，地球與太陽連線掃過的面積等于月球與地球連線掃過的面積續(xù)表[解析]

根據(jù)開普勒第一定律知，地球位于月球橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上，A錯誤；根據(jù)開普勒第二定律，地球和太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，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)開普勒第三定律知，所有行星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，但地球與月球不是繞同一個星球運(yùn)動，不滿足這一結(jié)論，C錯誤；根據(jù)開普勒第二定律知，對任意一個行星而言，太陽與行星的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，但地球與月球不是繞同一個星球運(yùn)動，不滿足這一結(jié)論，D錯誤。

C

B錯誤；由開普勒第三定律知，月球繞地球運(yùn)動的軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方成正比，故C正確，D錯誤。要點(diǎn)二

開普勒定律的應(yīng)用1.當(dāng)比較一個行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時(shí)，選用開普勒第二定律。2.開普勒第三定律的應(yīng)用知道了行星到太陽的距離，就可以由開普勒第三定律計(jì)算或比較行星繞太陽運(yùn)行的周期。反之，知道了行星繞太陽運(yùn)行的周期，也可以計(jì)算或比較其到太陽的距離。例如知道了彗星的周期，就可以由開普勒第三定律計(jì)算彗星軌道的半長軸。反之，知道了彗星的半長軸也可以求出彗星的周期。

4.由于大多數(shù)行星繞太陽運(yùn)動的軌道與圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究中我們可以按圓軌道處理，且把行星繞太陽的運(yùn)動看作是勻速圓周運(yùn)動。例題2

[2022江蘇南京模擬預(yù)測]太陽系八大行星繞太陽運(yùn)行的軌道可粗略地視為圓，表格是各行星的軌道半徑，從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近(

)

行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星0.5791.081.502.287.7814.328.745.0CA.80年

B.120年

C.165年

D.200年

對點(diǎn)演練2

[2022江蘇鎮(zhèn)江高三開學(xué)考試]北京冬奧會開幕式二十四節(jié)氣倒計(jì)時(shí)驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)行所處不同位置對應(yīng)的節(jié)氣，地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是(

)

BA.春分

B.夏至

C.秋分

D.冬至[解析]

根據(jù)開普勒第二定律知，對繞太陽的每一個行星而言，太陽與行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，即地球在近日點(diǎn)的速度最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最小，即地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是在夏至。故選B。

AA.8年

B.6年

C.4年

D.2年

B

03分層作業(yè)A級

必備知識基礎(chǔ)練一、對開普勒定律的理解1.[2022江蘇鹽城期中]關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律，下列說法不正確的是(

)

B

2.[2022江蘇南京月考]關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律，下列理解錯誤的是(

)

B

二、開普勒定律的應(yīng)用

A

4.木星和地球都繞太陽公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽的距離為1天文單位，則木星與太陽的距離約為(

)

BA.2天文單位

B.5.2天文單位

C.10天文單位

D.12天文單位5.[2023江蘇徐州練習(xí)]1980年10月14日，中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國際小行星中心和國際小行星命名委員會批準(zhǔn)，將這顆小行星命名為“錢學(xué)森星”。若將地球和“錢學(xué)森星”繞太陽的運(yùn)動都看作勻速圓周運(yùn)動，它們的運(yùn)行軌道如圖所示。已知“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地C

B級

關(guān)鍵能力提升練

C

C

C

AA.2次

B.3次

C.4次

D.5次10.[2022江蘇無錫期中]木星是太陽系中最大的行星，當(dāng)?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且三者幾乎排成一條直線時(shí)，稱之為“木星沖日”，2022年9月27日出現(xiàn)了一次“木星沖日”。已知木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運(yùn)動，木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍。則下一次的“木星沖日”時(shí)間在(

)

AA.2023年

B.2024年

C.2033年

D.2034年

B

12.[2022江蘇揚(yáng)州期中]地球、火星運(yùn)行到太陽的兩側(cè)且三者近乎處于一條直線，這種現(xiàn)象稱作“日凌”。202