2017-2018学年高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动教学案新人教版必修2

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1、1行星的运动［学习目标］1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物.2.知道人类对行星运动的认识过程.3.理解并应用开普勒三个定律分析一些简单问题.U自主预习梳理一、两种对立的学说1.地心说(1)地球是宇宙的中心,是静止不动的；(2)太阳、月亮以及其他行星都绕輕运动；(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密.2.日心说(1)太阳是宇山的中心,是静止不动的，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动;(2)地球是绕A阳旋转的行星;月球是绕地球旋转的卫星,它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自

2、转一周，造成太阳每天东升西落的现象；(4)日心说的代表人物是哥白尼.3.局限性都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,但计算所得的数据和丹麦天文学家軽的观测数据不符.二、开普勒三定律1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是换圆，太阳处在椭圆的一个焦点上.2.第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.3.第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.其表达式为£=斤，其屮臼是椭圆轨道的半长轴，厂是行星绕太阳公转的周期，斤是一个与行星无差(

3、填“有关”或“无关”)的常量.［即学即用］1•判断下列说法的正误.⑴太阳是整个宇宙的屮心，其他天体都绕太阳运动.(X)(2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.(X)(2)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.3)(3)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.(V)(2)围绕A阳运动的各行星的速率是不变的.(X)(3)在中学阶段可近似认为地球圉绕太阳做匀速圆周运动.(V)2.如图1所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在〃点的速率在〃点的速率.答案大于nr重点知识探究一、对开普勒定律的理解1.开普勒

4、第一定律解决了行星的轨道问题.图2行星的轨道都是椭圆，如图2所示，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图3所示，即所有轨道都有一个共同的焦点一一太阳.因此开普勒笫一定律又叫轨道定律.2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题.(1)如图4所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，而积可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.因此开普勒第二定律又叫面积定律.(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小.3.开普勒第三定

5、律解决了行星周期的长短问题.（1）如图5所示，由^=k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律•常数&与行星无关，只与太阳有关.（2）该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常数&与卫星无关，只与地球有关，也就是说£值大小由中心天体决定.【例11（多选）关于行星绕太阳运动的说法正确的是（）A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直答案AC解析太阳系中的

6、八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上，选项A正确，B错误；行星的运动是曲线运动，运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确；行星从近日点向远日点运动吋，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于90，行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90,选项D错误.【例2】（多选）关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有（）A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时速率小C.卫星离地

7、球越远，周期越大3D.同一卫星绕不同的行星运动，予的值都相同答案AC解析由开普勒第一定律知：所有地球卫星的轨道都是椭圆，且地球位于所有椭圆的公共焦点上，A正确；由开普勒第二定律知：卫星离地心的距离越小，速率越大，B项错误；由开普勒第三定律知：卫星离地球越远，周期越大，C止确；开普勒第三定律成立的条件是对同一行星的不同卫星，有今=常量，对于绕不同行星运动的卫星，该常数不同，D错误.二、行星运动的近似处理由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以这样表述：（1）行星绕太

8、阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；（2）对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动;（3）所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即【例31长期以来“卡戎星（