7.1行星的运动 讲义-2021-2022学年人教版（2019）高中物理必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行 第1节行星的运动 【素养目标】 1.了解地心说和日心说的内容． 2．理解开普勒行星运动三定律的内容． 3．掌握行星运动定律的应用． 4．了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易. 【必备知识】 知识点一、开普勒定律 定律 内容 公式或图示 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 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 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 公式：＝k，k是一个与行星无关的常量 【探讨】 探讨1：如图6­1­2所示是地球绕太阳公转时的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天绕太阳运动的速度最大？ 图6­1­2 【提示】　冬至日．由图可知，冬至日地球在近日点附近，由开普勒第二定律可知，冬至日地球绕太阳运动的速度最大． 探讨2：如图6­1­3所示是“金星凌日”的示意图，观察图中地球、金星的位置，思考地球和金星谁的公转周期更长． 图6­1­3 【提示】　地球．由题图可知，地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得，地球的公转周期更长一些． 【点睛】 1．开普勒第一定律 (1)认识：第一定律告诉我们，尽管各行星的轨道大小不同，但它们的共同规律是所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上，开普勒第一定律又叫椭圆轨道定律，如图6­1­4所示． (2)意义：否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置． 图6­1­4 2.开普勒第二定律 (1)认识：行星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，又叫面积定律，如图6­1­5所示． 图6­1­5 (2)意义：描述了行星在其轨道上运行时，线速度的大小不断变化，并阐明了速度大小变化的数量关系． 3．开普勒第三定律 (1)认识：它揭示了周期与轨道半长轴之间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．因此又叫周期定律，如图6­1­6所示． 图6­1­6 (2)意义：比例常数k与行星无关，只与太阳有关，因此定律具有普遍性，即不同星系具有不同的常数，且常数是由中心天体决定的． 知识点二、行星轨道处理方法