内容正文:
第六章 万有引力与航天
第六章 万有引力与航天
第1课时 行星的运动
学习指导,核心素养物理观念,科学思维1. 通过查阅资料,知道人类认识行星运动的曲折性,加深对行星运动的理解.,√,√2. 通过阅读课本,理解并掌握开普勒行星运动三定律的内容.,,√
3. 通过具体实例,应用开普勒行星运动定律解决相关问题.,,√
1. 两种观点的斗争
(1) “地心说”的观点:________.
(2) “日心说”的观点:________.
2. 开普勒三定律
(1) 轨道定律:行星的轨道是________,太阳在所有椭圆的一个________上.
(2) 面积定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在________的时间内扫过相等的________,所以,行星近日点的速率________远日点的速率.
(3) 周期定律:行星轨道的________的________次方跟公转________的二次方比值恒定,表达式为________________.
一、 两种对立的学说
1. 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.地心说的代表人物是托勒密.
2. 日心说:太阳是宇宙的中心,而且是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.日心说的代表人物是哥白尼.
例1 (2019·四川成都外国语学校期中)关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是( )
A. 开普勒在牛顿运动定律的基础上,导出了行星运动的规律
B. 开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
C. 开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因
D. 开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律
【思路分析】 本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆.
【解析】 开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,但并没有找到行星按照这些规律运动的原因,选项A、C错误,B正确;牛顿在开普勒研究的基础上结合自己发现的牛顿运动定律,发现了万有引力定律,指出了行星按照这些规律运动的原因,选项D错误.
【答案】 B
【点评】 本题考查了物理学史上开普勒行星运动三定律的发现过程.对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一.
二、 对开普勒行星运动定律的理解
1. 对开普勒第一定律的理解:开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道虽然不同,但有一个共同的焦点.
2. 对开普勒第二定律的理解:行星靠近太阳的过程做的是近心运动,速度增大,在近日点速度最大;行星远离太阳的过程做的是离心运动,速度减小,在远日点速度最小.
3. 对开普勒第三定律的理解:开普勒第三定律的表达式为=k,其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是一个常量,与行星无关,但与中心天体的质量有关.
例2 (2019·天津七校联考)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. 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之比的立方
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
【思路分析】 在同一天体系统中,绕中心天体运动的“星体”无论在圆轨道上运行,还是在椭圆轨道上运行,都符合开普勒三大定律.
【解析】 由开普勒第一定律可知,太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上,选项A错误.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,运行速度的大小变化,选项B错误.根据开普勒第三定律可知,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
【点评】 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.
1. 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( )
A. 所有行星都在同一轨道上绕太阳运动
B. 行星绕太阳运动时,太阳位于行星轨道的中心处
C. 离太阳越近的行星运动周期越大
D. 所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
2. (多选)关于“日心说”和“地心说”的一些说法中,正确的是( )
A. 地球是宇宙的中心,是静止不动的
B. “太阳从东方升起,在西方落下”这说明太阳绕地球转动,地球是不动的
C. 如果认为地球是不动的(以地球为参考系),行