行星的運(yùn)動(dòng)教案教案

第1節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念：了解行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，知道開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容和意義。科學(xué)思維：知道行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因，知道引力提供了行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?？茖W(xué)探究：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)、模型的構(gòu)建和模型與事實(shí)之間的相互作用，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?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：認(rèn)識(shí)到相信自然的簡(jiǎn)單和諧是科學(xué)家研究的動(dòng)力之一，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?！局攸c(diǎn)】開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，科學(xué)探究的思路【難點(diǎn)】科學(xué)探究的思路總結(jié)【教學(xué)資源】學(xué)習(xí)任務(wù)單、作業(yè)單，教學(xué)設(shè)計(jì)PPT，細(xì)線、白紙【教學(xué)思路設(shè)計(jì)與教學(xué)流程】1.問(wèn)題引入，激發(fā)思考師：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中，我們研究了拋體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，我們發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以很好地解決曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題！現(xiàn)在，讓我們把目光從地上轉(zhuǎn)移到天上，我們來(lái)研究行星的運(yùn)動(dòng)，行星是怎么運(yùn)動(dòng)的，有什么規(guī)律？行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)，原因是什么？行星的運(yùn)動(dòng)能否運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)研究？……這些問(wèn)題是本章要解決的問(wèn)題。今天，我們先來(lái)研究行星的運(yùn)動(dòng)?！景鍟旱?節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)】師：仰望蒼穹，感嘆宇宙之浩瀚，個(gè)人之渺小。不禁會(huì)想，行星是怎么運(yùn)動(dòng)的？當(dāng)然，也許更有價(jià)值的問(wèn)題是：怎么研究行星的運(yùn)動(dòng)？生：……2.了解歷史，科學(xué)探究2.1了解“日心說(shuō)”與“地心說(shuō)”之爭(zhēng)師：大家的回答很有道理。對(duì)于無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究的問(wèn)題，最好的研究方法恐怕就是通過(guò)觀察和理論探究了。關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，古人的研究經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段呢？生：“地心說(shuō)”、“日心說(shuō)”和“開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律”三個(gè)階段……師：回答得簡(jiǎn)潔、精煉！【板書：一、古人對(duì)于行星運(yùn)動(dòng)的研究1.地心說(shuō)；2.日心說(shuō)二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律】師：下面我們來(lái)為古人代言，請(qǐng)五位同學(xué)為屏幕上所展示的五位偉大人物代言。發(fā)言要求：說(shuō)明你為誰(shuí)代言，國(guó)籍，觀點(diǎn)和觀點(diǎn)依據(jù)？下面給大家一分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間。生1（托勒密）：我是希臘學(xué)者托勒密生2（哥白尼）：我是波蘭天文學(xué)家哥白尼生3（伽利略）：生4（第谷）：生5（開(kāi)普勒）：師：大家的代言非常精彩！把古人的觀點(diǎn)表述得準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)潔。下面，請(qǐng)思考三個(gè)問(wèn)題：（1）從運(yùn)動(dòng)的角度看，“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”的區(qū)別在哪里？（2）“日心說(shuō)”為什么能夠戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”？（3）開(kāi)普勒是“日心說(shuō)”的忠實(shí)粉絲，促使他發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)定律的原因是什么？請(qǐng)同學(xué)們思考并分組討論后回答。生6：從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”，如果僅從運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看，確實(shí)是參考系的轉(zhuǎn)變，但是從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的角度看，“日心說(shuō)”把人們帶到了牛頓力學(xué)面前；再者，從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”，實(shí)際上是一次革命，是一次世界觀的革命，宇宙中心的變化，也許說(shuō)明了宇宙可能根本就沒(méi)有中心。生7：“日心說(shuō)”相比于“地心說(shuō)”有以下優(yōu)勢(shì)：1.簡(jiǎn)潔；2.精確的觀察；3.一批愿意為真理而獻(xiàn)身的科學(xué)斗士，諸如哥白尼、布魯諾、伽利略等……生8：開(kāi)普勒相信哥白尼的學(xué)說(shuō)，所以開(kāi)始時(shí)他按行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)思考問(wèn)題。在他對(duì)火星軌道的研究中，70余次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8’的偏差。是第谷的測(cè)量錯(cuò)了嗎？開(kāi)普勒對(duì)第谷數(shù)據(jù)的精確性深信不疑。他想，這不容忽視的8’偏差也許正是因?yàn)樾行堑倪\(yùn)動(dòng)并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。此后，經(jīng)過(guò)多年的嘗試性運(yùn)算，終于發(fā)現(xiàn)了行星的軌道不是圓而是橢圓！2.2科學(xué)的道路上總是布滿荊棘，甚至威脅師：上面幾位同學(xué)對(duì)前人研究結(jié)果的評(píng)價(jià)，很客觀、很到位！今天，我們?cè)谶@里評(píng)價(jià)前人的研究成果，云淡風(fēng)輕、歲月靜好，可事實(shí)上，科學(xué)發(fā)展的道路并不總是一帆風(fēng)順的！從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”的轉(zhuǎn)變，有多少人為此做出了巨大的犧牲，甚至是生命的代價(jià)（展示哥白尼、布魯諾、伽利略的圖片）！向這些為科學(xué)獻(xiàn)身的科學(xué)家們致敬！3.學(xué)習(xí)規(guī)律，理解應(yīng)用3.1探究橢圓的特征師：接下來(lái)就讓我們一起走進(jìn)開(kāi)普勒的行星世界。開(kāi)普勒的研究表明行星的軌道是橢圓，什么是橢圓？如何畫橢圓呢？橢圓與圓有什么關(guān)系？請(qǐng)大家拿出自己準(zhǔn)備的器材（紙板、白紙、細(xì)線和圖釘?shù)龋?，根?jù)課本45頁(yè)“做一做”欄目的提示繪制橢圓。學(xué)生們動(dòng)手在自己準(zhǔn)備的器材上繪制橢圓，并分析橢圓與圓的關(guān)系。師：展示學(xué)生的作品。師：通過(guò)畫圖，橢圓具有哪些特征？請(qǐng)同學(xué)們找一找，同桌之間相互討論一下。生9：橢圓具有：（1）兩個(gè)焦點(diǎn)；（2）是軸對(duì)稱圖形，有兩個(gè)對(duì)稱軸，分別稱為長(zhǎng)軸和短軸；（3）兩焦點(diǎn)之間的距離越近，橢圓形狀就越接近于圓形。師：回答得很到位、很全面！這里要注意橢圓的焦點(diǎn)和對(duì)稱軸，我們把長(zhǎng)軸的一半叫半長(zhǎng)軸、短軸的一半叫半短軸！知曉橢圓的特征后，我們?cè)賮?lái)認(rèn)識(shí)一下開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。3.2理解開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律請(qǐng)大家在熟悉定律的基礎(chǔ)上思考：這三個(gè)定律所描述的關(guān)鍵問(wèn)題各是什么？請(qǐng)分組討論后再回答。生10：開(kāi)普勒第一定律描述的是行星的軌道是橢圓，太陽(yáng)位于焦點(diǎn)，說(shuō)明行星與太陽(yáng)間的距離在不斷變化；開(kāi)普勒第二定律描述的是行星的運(yùn)行速率，行星離太陽(yáng)越近，速率越大；開(kāi)普勒第三定律描述的是行星的公轉(zhuǎn)周期與軌道半長(zhǎng)軸之間的關(guān)系，行星的半長(zhǎng)軸越大，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)。師：生10理解得很到位，將三個(gè)定律的關(guān)鍵點(diǎn)都說(shuō)清楚了。下面我們?cè)賮?lái)一起看一下這三個(gè)定律，根據(jù)定律的描述要點(diǎn)，我們把開(kāi)普勒第一、第二、第三定律分別叫作軌道定律、面積定律和周期定律。【板書：1.軌道定律；2.面積定律；3.周期定律】注意三個(gè)問(wèn)題：不同行星的橢圓軌道相同嗎？不同行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等嗎？不同行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等嗎？學(xué)生逐一回答！我們來(lái)看兩組數(shù)據(jù)：項(xiàng)目水金地火木土天王星海王星半長(zhǎng)軸a/km57,91萬(wàn)108,208,930149,597,87022794萬(wàn)778,33萬(wàn)1,429,40萬(wàn)2,870,99萬(wàn)4,504,00萬(wàn)公轉(zhuǎn)周期T87.7天224.7天1年1.9年11.8年29.5年84.0年164.8年天文學(xué)上，地球公轉(zhuǎn)軌道半徑在天文學(xué)上常用來(lái)作為長(zhǎng)度單位，叫作天文單位（符號(hào)為AU），用來(lái)量度太陽(yáng)系內(nèi)天體與太陽(yáng)的距離。項(xiàng)目水金地火木土天王星海王星半長(zhǎng)軸a/AU0.380.7211.525.209.5419.21830.06公轉(zhuǎn)周期/年T/年0.240.6211.911.829.584.0164.8從中可體會(huì)，為什么開(kāi)普勒用了20年的時(shí)間研究第谷的行星觀測(cè)記錄，把幾千個(gè)數(shù)據(jù)概括為三句簡(jiǎn)潔的話！天才不只是靈感，還有汗水！3.3探究k值的影響因素師：中的k值與行星有關(guān)嗎？那與什么有關(guān)？為什么？生11：k值與行星無(wú)關(guān)，與太陽(yáng)有關(guān)，因?yàn)椴煌行嵌祭@太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，故作上述推測(cè)！師：回答正確！推測(cè)很有道理！關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的具體原因，我們?cè)诘谌?jié)課再具體解決！【學(xué)以致用】【習(xí)題1】（多選）火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．太陽(yáng)位于木星運(yùn)動(dòng)軌道的中心B．火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度的大小始終相等 C．火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的三次方 D．相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積不等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積【答案】CD4.合理近似，明確范圍4.1探究行星的軌道與圓的關(guān)系師：行星的軌道雖然是橢圓，但與圓十分接近，說(shuō)出你的依據(jù)。生12：依據(jù)1：課本46頁(yè)圖7.1-3太陽(yáng)系八顆行星軌道示意圖，發(fā)現(xiàn)從四個(gè)不同的角度測(cè)量時(shí)，行星到太陽(yáng)的距離幾乎相等，并且比例尺越小，越接近于圓。依據(jù)2：開(kāi)普勒在研究行星的軌道時(shí)，發(fā)現(xiàn)火星的軌道按圓形分析時(shí)與觀測(cè)有不少于8’偏差，這個(gè)角度并不是很大，其他行星沒(méi)有提及，說(shuō)明其他行星按圓形軌道計(jì)算所得結(jié)果與觀測(cè)結(jié)果偏差不大。師：生12的分析很細(xì)致，充分利用了教材資源，論證非常充分！看下面的表格，表格中列出了各行星軌道的偏心率。項(xiàng)目水星金星地球火星木星土星天王星海王星偏心率0.2060.00680.01670.09320.04830.05420.04720.00859需要說(shuō)明的是偏心率越小，橢圓與圓形越接近。師：可以看到，除了水星和火星的偏心率較大外，其他行星軌道的偏心率都較小，其軌道十分接近于圓。因此在高中階段我們把行星的軌道按圓形來(lái)處理，這樣，開(kāi)普勒定律應(yīng)該怎樣來(lái)表述呢？生13：1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，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)的線速度大小不變，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等，即.師：回答得很好！下面我們學(xué)以致用，看習(xí)題2.【習(xí)題2】太陽(yáng)系八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌跡可粗略地視為圓，下表是各星球的半徑和軌道半徑．行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半徑/×106m2.446.056.373.3969.858.223.722.4軌道半徑/×1011m0.5791.081.502.287.7814.328.745.0從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出天王星的公轉(zhuǎn)周期最接近（）A．40年 B．80年 C．160年 D．200年【答案】B4.2探究開(kāi)普勒定律的適用范圍師：開(kāi)普勒定律研究的是行星繞太陽(yáng)的運(yùn)行規(guī)律，對(duì)于其他恒星系統(tǒng)是否成立呢？對(duì)于繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星是否適用呢？請(qǐng)大家思考并討論后作出回答。生14：開(kāi)普勒定律適用于行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)，這體現(xiàn)了規(guī)律的普遍性和概括性；開(kāi)普勒定律也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，原因是在研究衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星和行星一起繞恒星運(yùn)動(dòng)，如果以行星為參考系，則衛(wèi)星繞行星運(yùn)行，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是相同的。師：回答的很好，規(guī)律具有高度的概括性！所以，開(kāi)普勒定律的適用范圍是：既適用于行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)；既適用于橢圓軌道，也適用于圓形軌道。【習(xí)題3】關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.開(kāi)普勒定律是開(kāi)普勒根據(jù)哥白尼對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論B.應(yīng)用開(kāi)普勒第三定律時(shí)，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值記為k1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值記為k2，則k1=k2.C.根據(jù)月球繞地球軌道的半長(zhǎng)軸a、公轉(zhuǎn)周期T以及人造衛(wèi)星的軌道半徑r，可以求出人造衛(wèi)星的周期為D.開(kāi)普勒定律，只適用于太陽(yáng)系，對(duì)其他恒星系不適用；行星的衛(wèi)星（包括人造衛(wèi)星）繞行星的運(yùn)動(dòng)，是不遵循開(kāi)普勒定律的【答案】C5.總結(jié)探究思路，梳理本節(jié)內(nèi)容師：通過(guò)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在再回過(guò)頭來(lái)總結(jié)，假如讓你來(lái)研究行星的運(yùn)動(dòng)，你會(huì)怎么研究？請(qǐng)大家考慮后回答。生15：師：回答得很好！最后一個(gè)問(wèn)題：行星為什么繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)呢？生：因?yàn)槭艿教?yáng)的引力作用。師：很好！為什么會(huì)想到從受力的角度來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題呢？生：因?yàn)榱κ歉淖冞\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。師：力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的觀點(diǎn)已經(jīng)牢固的建立起來(lái)。那么，牛頓運(yùn)動(dòng)定律還適用于天體的運(yùn)動(dòng)嗎？天體間的引力有什么規(guī)律嗎？前人是怎么研究引力的？這些問(wèn)題我們下一節(jié)課再討論。師：站在前人的肩膀上，我們自然可以看得更遠(yuǎn)，也可以避免很多彎路！下面請(qǐng)同學(xué)們回顧一下本節(jié)課所講的主要內(nèi)容。生16：……6.作業(yè)布置師：生16講得非常好！本節(jié)課的作業(yè)是閱讀課本并完成《作業(yè)單》上的習(xí)題?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課通過(guò)設(shè)置問(wèn)題鏈，激發(fā)學(xué)生思考，學(xué)生在對(duì)一個(gè)一個(gè)問(wèn)題的思考、討論和解決的過(guò)程中，熟悉了行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究過(guò)程，了解了“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”，理解了開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，加深了對(duì)行星運(yùn)動(dòng)定律的理解。同時(shí)，通過(guò)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)，也使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的一般思路有了更為清楚的認(rèn)識(shí)?？傊?，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)、探究學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)“力和相互作用的觀念”有了更廣泛的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了科學(xué)探究素養(yǎng)的提升，也加強(qiáng)了科學(xué)態(tài)度和責(zé)任等素養(yǎng)的培養(yǎng)。附1：《第1節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)》學(xué)習(xí)任務(wù)單【學(xué)習(xí)目標(biāo)】了解行星運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，知道開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容和意義【重點(diǎn)】開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，科學(xué)探究的思路【難點(diǎn)】科學(xué)探究的思路總結(jié)，開(kāi)普勒定律的適用范圍【學(xué)習(xí)任務(wù)1】閱讀課本46~48頁(yè)“科學(xué)漫步”欄目的內(nèi)容，完成以下問(wèn)題：一、對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究歷程1.對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)主要經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？2.對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究有重要影響的代表人物一覽表代表人物國(guó)籍觀點(diǎn)依據(jù)3.從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，地心說(shuō)和日心說(shuō)的區(qū)別是什么？4.為什么日心說(shuō)最終戰(zhàn)勝了地心說(shuō)？【學(xué)習(xí)任務(wù)2】閱讀課本45頁(yè)~46頁(yè)內(nèi)容，思考如下問(wèn)題：二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律1.開(kāi)普勒能夠得到行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原因是什么？2.開(kāi)普勒的第一、第二、第三定律描述的關(guān)鍵問(wèn)題是什么？3.教材通過(guò)畫圖說(shuō)明說(shuō)明“行星繞太陽(yáng)的軌道十分接近圓”，到底有多接近呢？4.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律對(duì)地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)是否適用呢？（一）開(kāi)普勒第一定律1.內(nèi)容：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是，太陽(yáng)處在橢圓的。2.認(rèn)識(shí)橢圓：兩人一組學(xué)畫橢圓，觀測(cè)焦點(diǎn)間距變小時(shí)，橢圓的形狀變化。3.所有行星的軌道都在是同一個(gè)橢圓嗎？（二）開(kāi)普勒第二定律1.內(nèi)容：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)。2.不同行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間掃過(guò)的面積都相等嗎？3.由于行星與太陽(yáng)之間的距離在不斷變化，行星的速率恒定不變嗎？（三）開(kāi)普勒第三定律1.內(nèi)容：所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的跟它的公轉(zhuǎn)周期的的比都相等。2.不同的行星，這個(gè)比值都相等嗎？3.月球繞地球運(yùn)行軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期二次方的比值k1跟地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期二次方的比值k2相等嗎？（四）行星軌道的近似處理針對(duì)課本46頁(yè)圖7.1-3，兩幅圖的比例尺不同，使用刻度尺在幾個(gè)不同方向上分別測(cè)量木星、地球到太陽(yáng)的距離并加以比較。如果把行星的軌道按圓形軌道來(lái)處理，開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)該怎么表述？（五）適用范圍1.從研究對(duì)象的角度來(lái)看，既適用于的運(yùn)行，也適用于的運(yùn)行；2.從軌道的特征來(lái)看，既適用于軌道，也適用于軌道。三、行星繞日運(yùn)動(dòng)的原因通過(guò)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律知道了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。行星為什會(huì)繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)？歷史上科學(xué)家是怎么認(rèn)識(shí)的？這其中有著怎樣的規(guī)律？【學(xué)以致用】【習(xí)題1】（多選）火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．太陽(yáng)位于木星運(yùn)動(dòng)軌道的中心B．火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度的大小始終相等 C．火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的三次方 D．相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積不等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積【習(xí)題2】太陽(yáng)系八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌跡可粗略地視為圓，下表是各星球的半徑和軌道半徑．從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出天王星的公轉(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星球半徑/×106m2.446.056.373.3969.858.223.722.4軌道半徑/×1011m0.5791.081.502.287.7814.328.745.0A．40年 B．80年 C．160年 D．200年【習(xí)題3】關(guān)于開(kāi)普勒定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.開(kāi)普勒定律是開(kāi)普勒根據(jù)哥白尼對(duì)行星位置觀測(cè)記錄的大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析后獲得的結(jié)論B.應(yīng)用開(kāi)普勒第三定律時(shí)，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值記為k1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值記為k2，則k1=k2.C.根據(jù)月球繞地球軌道的半長(zhǎng)軸a、公轉(zhuǎn)周期T以及人造衛(wèi)星的軌道半徑r，可求出人造衛(wèi)星的周期為D.開(kāi)普勒定律，只適用于太陽(yáng)系，對(duì)其他恒星系不適用；行星的衛(wèi)星（包括人造衛(wèi)星）繞行星的運(yùn)動(dòng)，是不遵循開(kāi)普勒定律的【習(xí)題參考答案】1.CD；2.B；3.C.附2：《第1節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)》作業(yè)單【習(xí)題1】2021年4月28日，國(guó)際行星防御大會(huì)召開(kāi)，我國(guó)代表介紹了正在論證的小行星探測(cè)任務(wù)。關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法中正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律后，開(kāi)普勒整理牛頓的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B．此定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用于宇宙中其他衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng) C．開(kāi)普勒第三定律＝k，月亮圍繞地球運(yùn)動(dòng)的k值與人造衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的k不同D．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度方向時(shí)刻在變，但大小始終不變【習(xí)題2】（多選）地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的公轉(zhuǎn)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓，如圖所示。天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言哈雷彗星的回歸，哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年。哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r1，遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r2，其軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍。下列說(shuō)法正確的是（）A．哈雷彗星從近日點(diǎn)運(yùn)行至遠(yuǎn)日點(diǎn)所需時(shí)間約為30年B．哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大小之比為r2：r1 C．哈雷彗星下次飛近地球的時(shí)間約在2062年D．相同時(shí)間內(nèi)，哈雷彗星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積和地球與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積相等【習(xí)題3】中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)組網(wǎng)完成，具備區(qū)域?qū)Ш健⒍ㄎ缓褪跁r(shí)能力，定位精度為分米、厘米級(jí)別，測(cè)速精度為0.2米/秒，授時(shí)精度為10納秒。北斗導(dǎo)航在軌工作的33顆衛(wèi)星軌道半徑有兩種，一種是軌道半徑為42000公里的同步地球軌道（其周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同），另一種是軌道半徑為28000公里的中圓地球軌道，則在中圓地球軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星的周期約為（）A．5小時(shí) B．13小時(shí) C．16小時(shí) D．44小時(shí)【習(xí)題4】銀河系中有兩顆行星繞某恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。從天文望遠(yuǎn)鏡中觀察到它們的運(yùn)轉(zhuǎn)周期之比為8：1，則它們的向心加速度大小之比為（）A．1：4 B．8：1 C．1：16 D．16：1【高考練兵】1.（13?江蘇）火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）A．太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心B．火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等C．火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方D．相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積2.（2018?新課標(biāo)Ⅲ）為了探測(cè)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