7.1 行星的运动 导学案-2025-2026学年高二下学期物理人教版必修第二册

高中物理导学案 制作人： 2025—2026学年高二下学期物理 人教版 必修2 第 7.1课 行星的运动 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1. 了解人类对行星运动规律的认识历程 2. 理解开普勒行星运动三大定律 3. 能应用开普勒行星运动定律解决一些简单问题 【学习重难点】 重点：开普勒定律 难点：开普勒定律 【知识梳理】 一、地心说与日心说 1.地心说:　　　　是宇宙的中心,是　　　　　　　　的,太阳、月球以及其他星体都绕　　　　运动。 2.日心说:　　　　是静止不动的,地球和其他行星都绕　　　　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　　　　　　　　　, 而与丹麦天文学家　　　　的观测数据不符。 二、开普勒三定律 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 我国成功发射的“嫦娥四号”月球探测器经过多次变轨，最终降落到月球表面上。如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，其半径为；轨道Ⅱ为椭圆轨道，半长轴为，半短轴为。如果把探测器与月球球心连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为面积速率，已知椭圆的面积。求： 1.探测器绕月球运动过程中在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上的周期之比。 2.探测器绕月球运动一周的过程中在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的平均面积速率之比。 【探究二】 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆．天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现． (1)若这颗彗星在近日点的线速度大小为v1，在远日点的线速度大小为v2，则v1________v2；(选填“>”“＝”或“<”) (2)这颗彗星最近出现的时间是1986年，它下次飞近地球大约是________年． 【课后巩固案】 1、 选择题 1.如图所示,实线为地球绕太阳运动的轨迹并标出了二十四节气中所对应的五个节气,根据轨迹图,下列说法正确的是(　　) A.地球转到冬至时公转的速度最小 B.地球由冬至运动到夏至的过程中速度逐渐减小 C.地球从冬至运动到春分的时间大于地球公转周期的四分之一 D.地球从冬至运动到春分的时间等于从春分运动到夏至的时间 2.海王星被称为“笔尖下发现的行星”，18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星一天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差，且每隔时间发生一次最大的偏离。亚当斯认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星）对天王星的万有引力引起的。设海王星运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行周期为，则海王星绕太阳运行周期表达式正确的是　　 A． B． C． D． 三、材料分析题 如图所示,天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动,且行星的轨道半径比地球的轨道半径小,已知地球的运转周期为T。地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫作地球对该行星的观察视角(简称视角)。已知该行星的最大视角为θ,当行星处于最大视角处时,是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期。求行星绕太阳转动的角速度ω行与地球绕太阳转动的角速度ω地的比值。 【答案解析】 【课中探究案】 探究一：解：由开普勒第三定律， 可得， 解得探测器绕月球运动过程中在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上的周期之比． 根据探测器与月球的连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为面积速率可知 ， ， 故探测器绕月球运动过程中在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的面积速率之比。 探究二：(1)>　(2)2062 解析　(1)由开普勒第二定律知v1>v2. (2)由开普勒第三定律知＝k 得：()3＝()2 解得：T彗＝T地≈76年 即下次飞近地球大约为(1986＋76)年＝2062年． 【课后巩固案】 1、 选择题 1.D　 2.解：当海王星（外行星）和天王星 （内行星）绕太阳同方向运行时，它们的会合周期满足关系式，其中为天王星的周期，为海王星的周期，解得，故正确，错误。故选： 2、 材料分析题 根据几何关系有R行=R地sin θ,根据开普勒第三定律有 所以。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $