第09讲 行星的运动-【寒假自学课】2022年高一物理寒假精品课（人教版2019 必修第二册）

第09讲 行星的运动 【学习目标】 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. 【基础知识】 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 知识点二、行星轨道处理方法 1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心． 2．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)不变，即行星做匀速圆周运动． 3．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． 【考点剖析】 例1．某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法正确的是(　　) A.行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳在圆心上 B.该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大 C.该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大 D.行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的 【答案】　BCD 【解析】　行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，根据开普勒第二定律知，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星在运行过程中，离太阳的距离不同，线速度大小不同，则A错误，D正确；对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，距离太阳越近，速度越大，该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大，故B正确；根据a＝，距离太阳越近，速度v越大，r越小，向心加速度越大，该行星在a点的向心加速度比在b、c两点的都大，故C正确。 例2．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运动的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是(　　) A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上 B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 C.)，该比值的大小与地球有关 )＝ D.)，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 )≠ 【答案】　AC 【解析】　根据开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，故A正确；卫星C做匀速圆周运动，速度大小不变，根据开普勒第二定律可知，卫星B做椭圆运动的速度大小时刻改变，近地点速度大，远地点速度小，故B错误；根据开普勒第三定律)，该比值的大小只与地球质量有关，与太阳无关，故C正确，D错误。 )＝＝k，知 【过关检测】 1．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A．牛顿提出了“日心说” B．伽利略提出了“日心说” C．哥白尼发现了行星运动的三大定律 D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的 【答案】D 【解析】AB．哥白尼提出了“日心说”，故AB错误； C．开普勒发现了行星运动三定律，故C错误； D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，故D正确。 故选D。 2.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是(　　) A.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 B.地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C.表达式＝k，k与中心天体有关 D.表达式＝k，T代表行星运动的公转周期 【答案】　ACD 【解析】　根据开普勒第一定律可知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，故A正确；根据开普勒第二定律可知，当地球离太阳较近时，运行速率较大，离太阳较远时，运行速率较小，故B错误；根据开普勒第三定律可知表达式＝k，k与中心天体有关，T代表行星运动的公转周期，故C、D正确。 3．2021年4月28日，国际行星防御大会召开，我国代表介绍了正在论证的小行星探测任务。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　） A．牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据后，发现了行星运动的规律 B．此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动 C．开普勒第三定律 ，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k不相同 D．行星绕太阳运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变 【答案】B 【解析】 A．在开普勒发现了 行星的运行规律后，牛顿才发现万有引力定律，开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律。A错误； B．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动， B正确； C．公式中