正文描述:《2019-2020年高中物理 6.1 行星的运动导学案 新人教版必修2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2019-2020年高中物理6.1行星的运动导学案新人教版必修2学习目标1、了解人类认识天体运动的历史过程。2、理解开普勒三定律的内容及其简单应用,掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。3、激情投入,交流、讨论。掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法学习重点:开普勒三定律的内容及其简单应用学习难点:开普勒三定律的内容及其简单应用预习案一、人类认识天体运动的历史1、“地心说”的内容及代表人物: 。2、“日心说”的内容及代表人物: 。以现在的目光来看地心说与日心说不过是参考系的改变,但这是
2、一次真正的科学革命,日心说的产生不仅仅是人们追求描绘自然的简洁美,更是使得人们的世界观发生了重大的变革,意大利科学家布鲁诺曾为此付出生命的代价!两种观点的斗争反映了科学与反科学意识形态及宗教神学的角逐。也能反映科学发展与社会文化发展的相互关系。二、开普勒行星运动定律的内容1、开普勒第一定律: ,开普勒第一定律又称轨道定律,远日点是指__________,近日点是指___________________。2、开普勒第二定律: ,所以行星在离太阳比较近时,运动速度________。行星在
3、离太阳较远时,运动速度_________,开普勒第二定律又称面积定律。3、开普勒第三定律: 。即:,开普勒第三定律又称周期定律4、对于多数大行星来说,它们的运动轨道很接近圆,因此在中学阶段,可以把开普勒定律简化,认为行星绕太阳做匀速圆周运动。行星的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。这样做使处理问题的方法大为简化,而得到的结果与行星的实际运动情况相差并不大。探究案:探究一:开普勒行星运动定律,适用于行星,是否也适用于其它卫星的运动?探究二:研究行星运动时,开普勒第三定律中的常量k与哪些因素有关?研究月球、人造地
4、球卫星运动时,k又与哪些因素有关?能力训练案例1:地球绕太阳的运行轨道是椭圆,因而地球与太阳之间的距离随季节变化。冬至这天地球离太阳最近,夏至最远。下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中,正确的是()A.地球公转速度是不变的B.冬至这天地球公转速度大C.夏至这天地球公转速度大D.无法确定解析:冬至地球与太阳的连线短,夏至长。根据开普勒第二定律,要在相等的时间内扫过的面积相等,则在相等的时间内冬至时地球运动的路径就要比夏至时长,所以冬至时地球运动的速度比夏至的速度大,答案选B拓展:本题要比较行星在轨道不同位置时运动的快慢,可以比较相同时间内行星在不同位置时运动的路线长度,
5、而开普勒第二定律则告诉了我们,相同时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等,根据几何关系,可以找到行星与太阳的连线扫过的面积和行星运动路线长度的关系,从而解决问题。例2.根据美联社2002年10月7日报道,天文学家在太阳系的9大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转周期约为288年。若把它和地球绕太阳公转的轨道看作圆,问它与太阳的距离是地球与太阳距离的多少倍?(最后结果可用根式表示)解析:本题要求行星到太阳的距离,由于可以把该行星和地球的轨道看作圆,则行星和地球到太阳的距离就是它们的轨道半径。题中给出了行星运动的周期,可以根据开普勒第三定律直接求解。根据
6、开普勒第三定律有:a地3/T地2=a行3/T行2得:拓展:开普勒第三定律,揭示了行星运动轨道与运动周期之间的联系。当将行星运动轨道看成圆时,公式中的半长轴就是行星运动的轨道半径。开普勒定律不仅适用于行星,也适用于围绕同一行星运动的各个卫星。一般行星或卫星(人造卫星),涉及到轨道和周期的问题,不管是椭圆轨道还是圆轨道,在中学物理中通常运用开普勒分析、求解。例3.飞船沿半径为R的圆轨道运动,其周期为T,如果飞船要返回地面,可在轨道上的某一点A处减速,将速度降低到适当的数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动,椭圆与地面的B点相切,实现着陆,如图所示。如果地球半径为R0,求飞船
7、由A点运动到B点的时间。解析:飞船先后在两个轨道上运动,一次作半径为R的圆周运动,一次是椭圆轨道运动。飞船绕地球的圆轨道又可以看作两个焦点重合在地心的椭圆轨道。从A点运动到B点的时间就是飞船在椭圆轨道上运动周期的二分之一,可以利用开普勒第三定律求出飞船在椭圆轨道运动的周期,进而求出飞船从A点到B点的运动时间。设飞船的椭圆轨道的半长轴为R1,运动周期为T1,根据开普勒第三定律有:根据几何关系,解得:所以飞船从A点到B点所需要的时间为拓展:运用开普勒第三定律计算天体的运动时间,一般都要寻找运动时
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