7.1 行星的运动（知识解读）-2023-2024学年高中物理同步知识点解读与专题训练（2019人教版必修第二册）

7.1 行星的运动（知识解读）（原卷版） •知识点1 开普勒定律 •知识点2 近代天体物理学史 •作业 巩固训练 知识点1 开普勒定律 1、开普勒第一定律(轨道定律)：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(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的面积相等。 3、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；即：=k,k是一个与行星无关的常量。 【典例1-1】关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（　　） A．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 B．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 C．表达式，k与中心天体有关 D．表达式，T代表行星运动的公转周期 【典例1-2】（多选）图所示为火星探测器着陆火星表面前的变轨轨道示意图，图中两点分别为椭圆轨道3与圆轨道1、2的切点，且圆轨道1、2的公转半径分别为，轨道1、2、3的轨道平面与火星赤道平面重合。已知火星的自转周期为，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，且火星探测器环绕方向与火星自转方向相同。假设火星探测器在圆轨道1的环绕周期为T（T未知），探测器在椭圆轨道3上由M到N的时间为t（t未知）。则（   ） A． B． C． D． 【典例1-3】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 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 相等。 （3）第三定律：所有行星轨道的 的三次方跟它的公转 的平方的比都相等。其表达式为。 【典例1-4】地球公转轨道的半长轴在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用符号AU表示，已知海王星公转轨道的半长轴是30AU，求： （1）夏至时，地球公转线速度最大还是最小？ （2）海王星公转的周期是多少年？ 【变式1-1】若两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，到地心的距离之比为，忽略卫星之间的相互作用。在时间内，卫星与地心连线扫过的面积为，卫星与地心连线扫过的面积为，则与的比值为（　　） A．1 B． C． D． 【变式1-2】（多选）卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示两颗卫星某时共线，其对地球的视角分别为120°和60°（即，）。已知地球半径为R，质量为M，万有引力常量G，则下列说法正确的是（    ） A．两颗卫星间距为 B．M卫星周期小于N卫星周期 C．从此时计时，到下次共线最短需经历时间 D．只需3颗N型卫星在同一轨道上均匀分布运行，即可实现地球全覆盖 【变式1-3】某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，行星会运行到日地连线的延长线上（与地球相距最近），如图所示。则该行星与地球的公转周期之比为 ，公转轨道半径之比为 。    【变式1-4】土星直径为120 540km，是太阳系中的第二大行星，自转周期为10.546h，公转周期为29.5年，球心距离太阳1.429×109km。土星最引人注目的是绕着其赤道的巨大光环。在地球上人们只需要一架小型望远镜就能清楚地看到光环，环的外沿直径约为274000 km。请由上面提供的信息，估算地球距太阳有多远。（保留三位有效数字）    知识点2 近代天体物理学史 1、托勒密：地心宇宙，即认为地球是宇宙的中心，一切天体围绕地球运行。 2、哥白尼：日心说，即认为太阳是宇宙的中心，一切天体围绕太阳运行。 3、伽利略：发明天文望远镜，证实了日心说的正确性。 4、布鲁诺：日心说的支持者与推动者，哥白尼死后极大的发展了日心说的理论。 5、第谷：观测星体运动，并记录数据。 6、开普勒：潜心研究第谷的观测数据，以20年的时间提出了开普勒三定律。 7、牛顿：在前人的基础上整理总结得出了万有引力定律。 【典例2-1】下列表述符合物理学史实的是（    ） A．亚里士多德创建了力的概念 B．伽利略发现了惯性定律 C．第谷发现了行星运动规律 D．卡文迪许测量了引力常量 【典例2-2】（多选）关于“日心说”和“地心说”，下列说法错误的是（　　） A．地球是宇宙的中心，是静止不动的 B．“太阳从东边升起，在西边落下”，这说明太阳绕地球转动，地球是不动的 C．如果认为地球是不动的（以地球为参考系），行星运动的描述变得简单 D．如果认为太阳是不动的（以太阳为参考系），则行星运动的描述变得简单 【典例2-3】地心说：托勒密认为， 位于宇宙的中心，是 的，其他天体围绕 转动。 【变式2-1】下列说法正