7.1 行星的运动-2022-2023学年高一物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019必修第二册）

7.1 行星的运动 基础知识梳理 一、两种对立的学说 1.地心说 (1)地球是宇宙的中心，是 的； (2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动； (3)地心说的代表人物是古希腊科学家 . 2.日心说 (1)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做 运动； (2)日心说的代表人物是 . 3.局限性 (1)古人都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 运动. (2)开普勒研究了第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据 . 二、开普勒定律 1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在椭圆的一个 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 . 3.第三定律：所有行星轨道的 的三次方跟它的 的二次方的比都相等.其表达式为 ，其中a是椭圆轨道的 ，T是公转周期，k是一个对所有行星都相同的 . 三、行星运动的近似处理 1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在 . 2.行星绕太阳做匀速圆周运动. 3.所有行星轨道半径r的 方跟它的公转周期T的 方的比值都相等，即 . 典型例题分析 考点一：天体运动的探索历程 【例1】在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是（　　） A．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力 B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大 C．行星运动的轨道是一个椭圆 D．任何两个物体之间都不存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力 【变式练习】 1．恒星的周年视差证明了（　　） A．地球绕其轴心运动 B．地球绕着太阳运动 C．月球绕地球运动 D．太阳质量远远大于地球质量 2．下列关于宇宙的说法中正确的是（    ） A．太阳处在银河系的中心位置 B．太阳系的八大行星几乎在同一平面内转动 C．太阳是一颗能发光、发热的液态星球 D．离太阳越远的行星绕太阳公转周期越小，公转速度大 考点二：开普勒第一定律 【例2】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，它离太阳的距离是一直不变的 B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不断变化的 C．太阳不一定在所有行星运动椭圆轨道的焦点上 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 【变式练习】 1．发现行星运动规律的科学家是（　　） A．卡文迪许 B．开普勒 C．爱因斯坦 D．牛顿 2．对于开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A．某一行星绕太阳运转的轨道始终在一个固定的平面内 B．某一行星绕太阳运转的轨道不一定总在一个固定的平面内 C．在行星绕太阳运转一周的时间内，它离太阳的距离保持不变 D．在行星绕太阳运转一周的时间内，太阳始终在行星轨道的中心点上 考点三：开普勒第二定律 【例3】如图所示为火星绕太阳运动的椭圆轨道，M、N、P是火星依次经过的三位置，F1、F2为椭圆的两个焦点。火星由M到N和由N到P的过程中，通过的路程相等，火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S1和S2。已知由M→N→P过程中，火星速率逐渐减小。下列判断正确的是（　　） A．太阳位于焦点F2处 B．S1<S2 C．在M和N处，火星的角速度 D．在N和P处，火星的加速度 【变式练习】 1．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．太阳在火星与木星公转的椭圆轨道的同一个焦点上 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 2．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（　　） A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间 B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间 C．a到b的时间tab> D．c到d的时间tcd> 考点四：开普勒第三定律 【例4】对于开普勒第三定律，下列说法正确的是（　　） A．与成正比 B．与成反比 C．只与中心天体的体积有关 D．该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 【变式练习】 1．关于行星的运动，下列说法正确的是（　　）