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

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1、第1节行星的运动1.徳国天文学家开普勒用了20年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现了行星运动定律。2.开善勒第一定律指明行星绕太阳的轨道为椭圆轨道,而非圆轨道；第二定律可导出近日点速率大于远日点速率；第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系。3.近似处理时，可将行星绕太阳运动或卫星绕地球运动看做是匀速圆周运动，且对同一中心天体的行星或,3卫星，t=k中的&值均相同。TO课前自主学习，基稳才能楼高一、地心说与口心说内容局限性地心说地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动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

2、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日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动二、开普勒行星运动定律内容图示开普勒第一定律（椭圆定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是植圆，太阳处在椭圆的一个焦点上I1说明不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的开普勒第二定律（面积左律）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血积说明行星在近日点的速率大于在远日点的速率开普勒第三定律（周期定律）已说明〒=k,比值殳是一个取决于屮心天体的常量所有行星的轨道的半长轴的三次7T跟它的公转周期的二次方的比值都相等三、行星运动的近似处理定律近似处理方法开普勒

3、第一定律行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心开普勒第二定律对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小）丕变，即行星做匀速圆周运动开普勒第三定律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，3表达式为厂k1.自主思考——判一判（1）宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。（x）（2）造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周。（X）（3）与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远。（丁）（4）围绕太阳运动的行星的速率是--成不变的。（X）（5）开普勒定律仅适用于行星绕A阳的运动。（X）（6）行星轨道的半长轴越长，行星的

4、周期越长。（J）（7）在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动。（J）2.合作探究一一议一议（1）地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看來这两种观点哪一种是正确的？提示：两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史时期的产物。两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不完全正确的。(2)如图6・1・1是火星冲日年份示意图，观察图中地球、火星的位置，思考地球和火星谁的公转周期更长。火星冲口年份示盘图火用轨道地球轨逍2005nnni\I丿9JJ2/10丿5丿6H1丿2012◎732丿图6-1-1提示：由题图可知，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得：火星的公转

5、周期更长一些。课堂讲练设计，举一能通类题^31对开普勒行星运动定律的理解*7◎通知识定律认识角度理解开普勒第一定律对空间分布的认识各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳是所有轨道的一个共同焦点不同行星的轨道是不同的，可能相差很大开普勒第二定律对速度大小的认识行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小近日点速度最大，远日点速度最小开普勒第三泄律对周期长短的认识椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体常数斤与其中心天体有关0通方法［典例］火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A.太阳位于木星运行轨道的中心B.

6、火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴Z比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积［解析］太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误。由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行速度的大小变化，选项B错误。根据开普勒行星运动定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方,选项C正确。相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误。［答案］C对开普勒行星运动定律理解的两点提醒（1）开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动的总结，实践

7、表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星（或人造卫星）绕行星的运动。（2）开普勒第二定律与第三定律的区别：前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律。Q通题组1・16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个基本论点目前不存在缺陷的是（）A.宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星；月球是绕