第3章 第1节 天体运动（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

　 第1节　天体运动 核心素养导学 物理观念 (1)了解人类对行星运动规律的认识历程，知道地心说和日心说。 (2)知道开普勒行星运动定律的内容，掌握行星运行的轨道特点和运动规律。 科学思维 理解并能应用开普勒行星运动定律解答有关问题。 科学态度与责任 (1)认识到科学研究一般从最基本的观念开始，凭借对现象的观测、模型的构建以及模型与事实之间的偏差，不断修正原有的观念和模型，使其逐步接近真实，获得物理规律。 (2)知道科学包含大胆的想象和创新，尊重客观事实，坚持实事求是科学研究的基本态度和社会责任。 一、地心说与日心说 1．地心说：地球位于宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他天体都绕地球转动。 2．日心说：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动。 二、开普勒行星运动定律 定律 内容 图示 开普勒 第一定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 开普勒 第二定律 从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积 开普勒 第三定律 (1)行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比是一个常量。(又称“周期定律”) (2)表达式：＝k(用r代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期) 1.如下图甲、乙分别表示行星运动的不同学说。 甲、乙各表示什么学说？ 提示：甲表示地心说，乙表示日心说。 2．如图所示，为太阳系中八大行星绕太阳的运动示意图，请对以下结论作出判断： (1)太阳是行星运行轨道的中心，各行星绕太阳做匀速圆周运动。(×) (2)开普勒第三定律公式＝k中的k值，对于所有行星(或卫星)都相等。(×) (3)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。(√) (4)开普勒总结出了行星运动的规律并找出了行星按照这些规律运动的原因。(×) 新知学习(一)|对开普勒定律的理解 [任务驱动]) 如图所示为地球绕太阳的运行轨道及对应的四个节气。 请根据曲线运动的特点比较秋冬两季和春夏两季对应的时间，哪两季更长一些。 提示：春夏两季对应时间更长。　　　　 [重点释解] 1．开普勒第一定律行星运动的轨道 (1)行星绕太阳运动的轨道严格来说不是圆而是椭圆，不同行星的轨道是不同的。 (2)太阳不在椭圆的中心，而是在其中的一个焦点上，太阳的位置是所有行星轨道的一个共同焦点。 (3)行星与太阳间的距离是不断变化的。 2．开普勒第二定律行星运动的快慢 (1)行星离太阳越近时速度越大，在近日点速度最大；行星靠近太阳时速度增大。 (2)行星离太阳越远时速度越小，在远日点速度最小；行星远离太阳时速度减小。 (3)“从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积”是对同一颗行星来说的，不同的行星之间则无法比较。 3．开普勒第三定律行星运动的周期 (1)公式：＝k，k是一个对所有行星都相同的物理量，由中心天体太阳决定，与行星无关。 (2)椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，则公转周期越短。 [针对训练] 1．(多选)如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是(　　) A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变的 B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的 C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内 D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内 解析：选BC　根据开普勒第一定律的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，选项A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，运动的轨道都是椭圆，所以某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内，选项C正确，D错误。 2．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　) A．第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 B．开普勒在牛顿运动定律的基础上，导出了行星运动的规律 C．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 D．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 解析：选C　开普勒在第谷观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿运动定律无联系，选项A、B错误，C正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项D错误。 3．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大 D．轨道半长轴越短的行星运动周期越短 解析：选D　不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道不同，但有一个共同的焦点，即太阳位置，A、B均错误；由开普勒第二定律知行星与太阳之间距离小时速度大，距离大时速度小