7.1　行星的运动-2021-2022学年高一物理教学一体案（人教版2019必修第二册）

第七章　万有引力与宇宙航行 §7-1　行星的运动 一、学习目标 1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物. 2.理解开普勒行星运动定律，知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关. 3.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理． 二、学习过程 【问题探究】1．图甲是地球绕太阳公转及四季的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？ 2．图乙是“金星凌日”的示意图，观察图中地球、金星的位置，地球和金星哪一个的公转周期更长？ 【知识点1】开普勒定律 1．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． 2．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的面积相等． 3．第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等．其表达式为＝k，其中a是椭圆轨道的半长轴，T是公转周期，k是一个对所有行星都相同的常量． 例题1、关于天体的运动，下列说法正确的是 A. 日心说是哥白尼提出的，观点是行星绕太阳做椭圆运动 B. 开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在轨道的中心 C. 中代表轨道半长轴，代表公转周期，比值只与中心天体有关 D. 行星绕太阳运动时，所有行星都在同一轨道上 跟踪训练：开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。如图所示，下面说法正确的是 A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 例题2、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二次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 跟踪训练：哈雷彗星绕太阳运动的轨道是椭圆，下列说法中正确的是 A. 哈雷彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B. 哈雷彗星在近日点的向心加速度小于在远日点的向心加速度 C. 若哈雷彗星的运行周期为年，则它的半长轴是地球公转半径的倍 D. 哈雷彗星在近日点的角速度小于在远日点的角速度 【问题探究】 1．(1)太阳每天东升西落，这一现象是否说明太阳绕着地球运动呢？为什么？ (2)行星m绕恒星M运动情况的示意图如图所示，则在A、B、C、D四个位置中，速度最大的是哪个位置？行星m从A运行到B过程中做加速运动还是减速运动？ 2．火星冲日的年份示意图如图所示，请思考： (1)观察图中地球、火星的位置，地球和火星谁的公转周期更长？ (2)已知地球的公转周期是一年，由此计算火星的公转周期还需要知道哪些数据？ (3)地球、火星的轨道可近似看成圆轨道，开普勒第三定律还适用吗？ 【知识点2】开普勒定律的应用 行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理．这样就可以说： 1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心． 2．行星绕太阳做匀速圆周运动． 3．所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即＝k. 例题3、如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，运行的周期为若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经、到的运动过程中 A. 从到所用的时间等于 B. 从到所用的时间等于 C. 从到阶段，速率逐渐变大 D. 从到阶段，速率先增大后减小 例题4、下表给出了太阳系八大行星平均轨道半径和公转周期的数值，请你设法利用这些数据验证开普勒第三定律。 行星 平均轨道半径 公转周期 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 §7-1　行星的运动 作业 班级： 学号： 姓名： 一、选择题 1．开普勒被誉为“天空的立法者”。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 A. 太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B. 同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度 C. 绕太阳运行的多颗行星中离太阳越远的行星运行周期越大 D. 地球在宇宙中的地位独特，太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动 2．关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是 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. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C. 表达式，是一个与行星无关的常量 D. 表达式，代表行星运动的自转周期 3．关于对开普勒第三定律的理解，以下说