第三章 1 天体运动-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【精讲精练】教科版（教师用书word）

1　天体运动 [学业要求与核心素养] 1．知道地心说和日心说的基本内容及发展过程。 2．知道开普勒行星运动定律及其建立过程。 3．能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题。 一、地心说和日心说 1．地心说 __地球__是宇宙的中心，是静止不动的，其他天体都绕__地球__运动。 2．日心说 __太阳__是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕__太阳__运动。 二、开普勒行星运动定律 内容 图示 开普勒第一定律(椭圆定律) 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(面积定律) 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(周期定律) 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 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动 B．围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的 C．开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动 D．行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长 答案　D 2．嫦娥三号先进入半长轴为a的绕月椭圆轨道，周期为T，后调整为半径为R的近月圆轨道，则嫦娥三号在近月轨道的周期为________。 解析　由开普勒第三定律得 ＝则T′＝ T。 答案　T 知识点一　对开普勒定律的理解 定律 认识角度 理解 开普勒 第一定律 对空间分 布的认识 各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳是所有轨道的一个共同焦点 不同行星的轨道是不同的，可能相差很大 开普勒 第二定律 对速度大 小的认识 行星沿椭圆轨道运动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 开普勒 第三定律 对周期长 短的认识 椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长 该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体 常数k与其中心天体有关 　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 [解析]　太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误。由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行速度的大小变化，选项B错误。根据开普勒行星运动定律可知，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 ●核心素养·思维升华 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．下列关于行星绕太阳运动的说法中，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．离太阳越近的行星运动周期越长 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 解析　由开普勒行星运动定律可知所有行星轨道都是椭圆，太阳位于一个焦点上，行星在椭圆轨道上运动的周期T和半长轴a满足＝k(常量)，对于同一中心天体，k不变，故A、B、C都错误，D正确。 答案　D 知识点二　天体运行规律及分析方法 1．行星运动的近似处理 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心，行星绕太阳做匀速圆周运动。 2．开普勒第三定律的应用 绕同一中心天体运行的行星，有的轨迹为椭圆，有的轨迹为圆，则满足：＝＝k。 　有一个名叫谷神的小行星(质量为m＝1.00×1021 kg)，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，则它绕太阳一周所需要的时间为(　　) A．1年　　　　　　　　 B．2.77年 C．2.772年 D．2.77 年 [解析]　假设地球绕太阳运动的轨道半径为r0，则谷神绕太阳运动的轨道半径为r＝2.77r0。 已知地球绕太阳运动的周期为T0＝1年。 依据＝k 可得＝， 即T＝·T0 将r＝2.77r0， 代入上式解得T＝T0＝2.77年。 [答案]　D 2．飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示。如果地球半径