第3章 第1节 天体运动（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第三章　万有引力定律   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： 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 转动。 2．日心说： 是静止不动的，地球和其他行星都绕 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 上 地球 地球 太阳 太阳 焦点 续表 面积 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。 × × √ × 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。　　　　 [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：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。 答案：BC　 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：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。 答案：C　 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 新知学习(二)|开普勒定律的应用 [重点释解] 1．行星运动的近似处理 2．开普勒第三定律的应用 (1)椭圆轨道——如彗星的运动 知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度。反之，知道了彗星轨道的半长轴也可以求出彗星的周期。 (2)近似圆轨道——如行星的运动 知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。 [典例体验] [典例]　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。如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点所需要的时间。 /方法技巧/ 应用开普勒第三定律解题的步骤 (1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立。 (2)明确题中给出的周期关系或半径关系。 (3)根据开普勒第三定律列式求解。　 [针对训练] 1．(2022·辽宁营口学考检测)如图是行星绕太阳运行的示意图， 下列说法正确的是 (　　) A．速率最大点是B点 B．速率最小点是C点 C．行星从A点运动到B点做减速运动 D．行星从A点运动到B点做加速运动 解析：由开普勒第二定律知行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，A点为近日点，速率最大，B点为远日点，速率最小，故选项A、B错误；行星由A点到B点的过程中，离太阳的距离越来越