（全国通用）2018年高考物理考点一遍过专题20开普勒行星运动定律（含解析）

《（全国通用）2018年高考物理考点一遍过专题20开普勒行星运动定律（含解析）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、专题20开普勒行星运动定律一、开普勒行星运动定律1.开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。行星的近日点到太阳的距离WC，行星的远日点到太阳的距离匕二計C,其中臼为椭圆轨道的半长轴，C为半焦距。2.开普勒第二定律：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。由于轨道不是圆，故行星离太阳距离较近时速度较大（势能小而动能大），对近日点和远日点的线速度大小有旳门二辺厂23.开普勒第三定律：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。若轨道周期为7；则有i-=k，比值斤为对所有行星都相同（与太阳有关）的常量。T2PG

2、M若轨道为圆，半径为厂，则有Jk,结合万有引力定律可得比=—-（G为引力常量，T24矿M为中心天体质量）二、开普勒行星运动定律的适用范围开普勒行星运动定律不仅适用于太阳-行星系统，类似的绕中心天体转动的系统一般都适用，如地-月系统、行星-卫星系统、恒星-彗星系统等。警^支考向考向一打普勒第一灵轉自古以来，当人们仰望星空时，天空屮壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘，人类对这种运动规律的认识经历了漫长的历程，它随着认识的深入而不断地发展。下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是A.人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心

3、B.人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心A.人们认为天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动B.开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论【参考答案】D【详细解析】在太阳系小，地球及所有的行星都绕太阳运转，故太阳是太阳系的中心，而在整个宇宙屮，太阳也不断绕着其他天体运转，故太阳不是宇宙的屮心，AB错误；天体的运动轨道有很多是椭圆的，或更为复杂的轨迹，C钳误；廿普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论，D正确。【名师点睛】日心说由哥白尼在《天体运行论》中提出，开

4、普勒在日心说和第谷的观察数据基础上得到了三条行星运动定律，伽利略对木星的观察彻底否定了地心说。1.某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，F和厂是椭圆的两个焦点，。是椭圆的中心，行星在〃点的速度比在A点的速度大。则恒星位于A.A点C.0点【答案】A【解析】恒星住于楠33毓道的一个焦点上，又因为行星在占点的遑度比在N点的遑度大，所以恒星住于F点,itAo考向二打普勒第二定律典俐引獭某行星沿椭圆轨道运行，远日点与太阳的距离为日，近日点与太阳的距离为氏过远日点时行星的速率为e则过近日点时行星的速率为C.B.D.【参考答案】c【详细解析】若取行星在近日点召远日点附近分别运动足够短的时间山，如图所示

5、，图中两阴彭部分均可近似为念形，报捲开酱勒第二定律，太阳齐行星的连线在相等时间内扫过的面叙相等，则有11«—如血=—EA/,可4?Vi=—Va，选C。22b【名师点睛】开普勒行星运动定律是开普勒分析了人量天文观测数据总结出的经验规律，根据万有引力定律、运动学规律进行数学推导，开普勒行星运动定律的相关结论都可以推导出來，开普勒行星运动定律没有与万有引力定律相悖之处。1.某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有日、力、C、〃四个对称点,其中日为近日点，c为远日点，若行星运动周期为r,则该行星A.从日到”的运动时间等于从c到d的运动时间B.从〃经臼到方的运动时间等于从方经c

6、到〃的运动时间C.臼到b的时间如〈一4D.C到d的时间ted>—4【答案】CD【解析】根据开普勒第二定律可知，行星在近日点速度最大，在远日点速度最小，行星从日到力的平均速率大于从c到〃的平均速率，而弧长"等于弧长故从日到力的运动时间小于从q到〃的运动时间，A错误；同理，从d经臼到力的运动时间小于从力经c到d的运动时间，B错误；在整个椭圆轨道上心吟tb^tcd>—,CD正确。4考向三卄普勒第三足律火星绕太阳公转的周期约是金星绕太阳公转的周期的三倍，则火星的轨道半径与金星的轨道半径z比约为A.9:1B.6:1C.3:1D.2:1【参考答案】D尸3r3r3rT2【详细解析】根据开普勒第三定律

7、有希二省，卫=（扌尸y节，选d。T~rN11【名师点睛】本题也可以从万有引力充当向心力的角度，根据万有引力定律和牛顿第二定律进行计算。1.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过用年，该行星会运行到tl地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为…地屛严A.(―)2/3NC.()八N【答案】BB.(斗严N-1D.(旦严N-V【解析】由图可知行星的轨逍半径大，由开普勒第三定律知其周期歩.每过N年，该行星会运行到日地2兀连线的延歩线上