2019-2020年高中物理第6章万有引力与航天6.1行星的运动学案新人教版必修

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1、2019-2020年高中物理第6章万有引力与航天6.1行星的运动学案新人教版必修【学习目标】1、知道地心说和日心说的基本内容和发展过程2、知道开普勒行星运动定律的建立过程3、能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题【新知预习】一.地心说和日心说的比较两种说法代表人物内容局限性地心说是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕运动。都把天体的运动看得很圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的运动，而和丹麦天文学家的观测数据不符日心说是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球和其它行星都

2、绕运动。二.开普勒三定律的内容及其简单应用研究了第谷的天文观测记录，总结出了天体运动的三大规律，后人称为。定律内容公式或图示开普勒第一定律（轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在的一个上。开普勒第二定律（面积定律）对于任意一个行星来说它与太阳的连线在相等的时间内。开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道的的三次方跟它的的二次方的比值都。公式：，k是一个对所有行星都的常量。【导析探究】导析一：对开普勒第一定律的理解所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，不同的行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的，太阳

3、处在椭圆的一个焦点上。该事实否定了原形轨道的说法，建立了正确的行星轨道理论，而且准确的给出了太阳的位置。例1：对开普勒第一定律的理解，下列说法正确的是（）A.太阳系中的所有行星有一个共同的轨道焦点B.行星的运动方向总是沿轨道的切线方向C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D.日心说的说法是正确的导析二：对开普勒第二定律的理解对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。可以推得当离太阳比较近时，行星运行的速度比较大，而离太阳比较远时，行星运动的速度比较小。例2：地球绕太阳的运行

4、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.无法确定导析三：对开普勒第三定律的理解1.所有行星的轨道的半长轴的三次方和公转周期的二次方的比值都相等。该定律揭示了周期和轨道半径的关系，其中的比例常量与行星无关，只与太阳有关。2.该定律具有普遍性，例如对于人造地球卫星的运转，月亮绕地球运转等。k的大小有中心天体决定。3.由于大多数

5、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来处理，中的a为轨道圆半径。例3：关于公式，下列说法正确的是（）A.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等B.不同星球的行星或卫星，k值均相等C.公式只适用于围绕太阳运行的行星D.以上说法均错例4：宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）A.3年B.9年C.27年D.81年【当堂演练】1.长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转半径r1=19

6、600km，公转周期T1=6.39天。xx年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（）A.15天B.25天C.35天D.45天2.2006年8月24日，国际天文学联合会大会投票，通过新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，太阳系行星数量由九颗减为八颗，若将八大行星绕太阳运动的轨迹粗略地看成圆，各行星半径和轨道半径如下所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星行星半径（×106m）2.446.056.373.3969.85

7、8.223.722.4轨道半径（×1011m）0.5791.081.502.287.7817.328.745.0从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近（）A.80年B.120年C.165年D.200年