第七章 第1节 行星的运动-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高一物理必修2同步课堂高效讲义配套课件(人教版）

物理 必修第二册（人教） 第七章 万有引力与宇宙航行 第一节 行星的运动 地球 太阳 太阳 椭圆 椭圆 焦点 相等的时间 面积 半长轴 公转周期 无关 D C C 圆 圆心 角速度 线速度 匀速圆周 三次方 二次方 C D B ACD B 【课标要求】　1.了解人类对宇宙天体的探索历程。 2．通过对行星运动规律的学习，认识到科学研究包含大胆的想象 和创新。 知识点一 | 地心说和日心说　开普勒定律 教材新知梳理 1．地心说：____是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他星体都绕地球运动。 2．日心说：____是静止不动的，地球和其他行星都绕____运动。 3．开普勒定律 定律 内容 公式或图示 开普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是____，太阳处在____的一个____上 定律 内容 公式或图示 开普勒第二定律 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在__________内扫过的____相等 开普勒第三定律 所有行星轨道的______的三次方跟它的________的二次方的比都相等 公式： eq \f(a3,T2) ＝k，k是一个与行星____的常量 提醒：不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的。 关键核心突破 [任务驱动] 如图所示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。 探究：太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？ 提示：太阳不在轨道中心，而在轨迹的焦点上。夏至、冬至时地球到太阳的距离不相同，夏至时地球离太阳远些。 [要点培优] 1．从空间分布认识开普勒第一定律 行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上。因此开普勒第一定律又叫椭圆轨道定律，如图所示。 2．从速度大小认识开普勒第二定律 (1)如图所示，如果时间间隔相等，即t2－t1＝t4－t3，由开普勒第二定律知，面积SA＝SB，因此开普勒第二定律又叫面积定律。 (2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点，由图可知，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。所以同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。 3．对 eq \f(a3,T2) ＝k的认识 (1)如图所示，半长轴是A、B间距的一半，不要认为a等于太阳到A点的距离；T是公转周期，不要误认为是自转周期，如地球的公转周期是一年，不是一天。 (2)行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，其公转周期越短。 (3)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。例如，绕某一行星运动的不同卫星。 (4)研究行星时，常量k与行星无关，只与太阳有关。研究其他天体时，常量k只与其中心天体有关。 题组应用培优 [例1] 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> eq \f(T,4) D．c到d的时间tcd> eq \f(T,4) 解析：据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小，行星由a运动到b的平均速率大于由c运动到d的平均速率，而弧长ab等于弧长cd，故从a到b的运动时间小于从c到d的运动时间，同理可知，从d经a到b的运动时间小于从b经c到d的运动时间，A、B错误；从a经b到c的时间和从c经d到a的时间均为 eq \f(T,2) ，可得tab＝tda< eq \f(T,4) 、tbc＝tcd> eq \f(T,4) ，C错误，D正确。 【误区警示】　开普勒行星运动定律的三点注意 1．“在相等的时间内，行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的，对不同行星则不成立。 2．公式 eq \f(a3,T2) ＝k中的比例常数k对绕同一中心天体运转的星体是相同的，对不同的星系比例常数k一般是不同的。 3．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。 [训练] 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．火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方 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：太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，