第七章 1.行星的运动-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

1．行星的运动 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.古人对行星运动规律的认识 2.开普勒定律 1.能够公正地评价地心说和日心说的观点 2.理解和掌握开普勒定律 3.能运用开普勒第三定律计算行星的运动周期 1.物理观念：了解开普勒定律，解释一些自然现象，解决一些实际问题 2.科学思维：能对比较简单的行星运动现象进行分析和推理，获得行星运动规律的结论 3.科学探究：动手绘制椭圆，观察保持绳长不变，当两焦点不断靠近时椭圆形状的变化 4.科学态度与责任：有学习研究天体运动规律的内在动机，研究中坚持实事求是，在探究合作中既要坚持观点又能修正错误 知识点一　两种对立的学说 阅读教材P46“科学漫步”关于托勒密的地心说的观点，思考下列问题： (1)地心说的基本观点是什么？它是怎样解释天体运动的？ (2)托勒密模型为什么能流传1 000多年？ 提示：(1)地心说认为地球是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都围绕地球运动。地球是宇宙的中心，月亮、太阳及各个行星围绕着地球在大小不同的轨道上运动。 (2)托勒密模型符合人们坐地观天的习惯，在当时，能较好地预报行星的位置、日食和月食，也能顺利地解释许多天文现象，是西方古代天文学的研究基础。 1．地心说 地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。 2．日心说 日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 3．局限性：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、最和谐的匀速圆周运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。 1．下列说法正确的是(　　 ) A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他星体都绕地球运动 B．太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动 D．“地心说”和“日心说”都是不正确的 D　[太阳、地球、月球都是运动的，“地心说”和“日心说”都是不正确的，D正确。] 2．(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个观点，这四个观点目前看来存在缺陷的是(　　 ) 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．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动 C．天穹不动，地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象 D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多 ABC　[太阳不是宇宙的中心，所有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，整个宇宙是在不停运动的。题述的四个论点中，现在看来，A、B、C都存在缺陷。] 学生用书↓第60页 知识点二　开普勒定律 我们生活的地球自转的同时还绕太阳公转，从而造成四季变换，如图为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。 太阳是否在轨道中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相等？ 提示：太阳不在轨道中心，而在轨道的焦点上。夏至、冬至时地球到太阳的距离不相等，夏至时地球离太阳远些。 1．开普勒第一定律：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．开普勒第二定律：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．开普勒第三定律：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代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，比值k是一个对所有行星都相同的常量。 4．开普勒定律的近似处理 (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。 【判断正误】 1．太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离都相同。(　　) 2．同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。(　　) 3．行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(　　) 4．开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳也无关。(　　) 答案： 　1.×　2.√　3.√　4.× 1．开普勒第一定律的理解 行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，如图甲所示，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，但所有轨道都有一个共同的焦点——太阳。 2．开普勒第二定律的理解 (1)如图乙所示，在相等的时间内，面积SA＝SB，这说明离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。 (2)近日点、远日点分别是行星距离太阳最近、最远的点。同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。 3．开普勒第三定律的理解 (1)如图丙所示，由＝k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长。比值k是一个对所有行星都相同