7.1 行星的运动 导学案-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理导学案聚焦“行星的运动”，核心知识点涵盖人类对行星运动规律的认识历程、开普勒三大定律及其应用。课堂导入通过梳理地心说与日心说的发展脉络，结合填空式知识整理搭建学习支架，引导学生从历史视角理解规律形成过程。 资料特色在于融合科学探究与科学思维，通过对原有模型的修正（如从匀速圆周到椭圆轨道）培养科学探究能力，例题设计联系卫星运动、二十四节气等实际情境，助力学生运用开普勒定律推理分析，深化运动和相互作用的物理观念，提升解决问题的科学思维。

第七章 万有引力与宇宙航行 7.1 行星的运动 [学习目标]　 1.了解人类对行星运动规律的认识历程。 2.知道行星绕太阳运动的原因，知道引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。 3.认识科学探究的过程，通过对原有观念和模型的不断修正，使其逐步接近真实的物理规律。 【知识整理】 地心说和日心说 1．地心说 （1）___________是宇宙的中心，是静止不动的； （2）太阳、月亮以及其他行星都绕___________运动； （3）地心说的代表人物是古希腊科学家____________ 2．日心说 （1）太阳是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做___________； （2）日心说的代表人物是___________。 3．局限性 古人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___________运动，但德国天文学家开普勒通过计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符。 4．发现行星运动规律的天文学家是____________ 【例题】 5．关于“日心说”和“地心说”，下列说法正确的是（　　） A．日心说代表人物是托勒密，地心说代表人物是哥白尼 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 【导学】 6．如图所示是地球绕太阳公转及四季的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？ 【知识整理】 7．开普勒三大定律 定律 内容 图示或公式 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______，太阳处在______的一个焦点上 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______相等 开普勒第三定律（周期定律） 所有行星轨道的半长轴的______跟它的公转周期的______的比都相等 ，是一个与行星无关的常量 【例题】 8．2026年3月13日试验三十号卫星从西昌发射后绕地球做顺时针方向椭圆轨道运动，其轨迹如图所示。其中A是近地点，B是远地点。卫星在A点的线速度为vA，卫星在B点的线速度为vB。则（     ） A．vA<vB B．vA>vB C．vA=vB D．无法比较 9．如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的是（　　） A．金星、土星分别与太阳的连线，在相等时间内扫过的面积相等 B．地球绕太阳运行过程中，速率保持不变 C．地球绕太阳公转的周期大于火星公转的周期 D．太阳位于八大行星椭圆轨道的同一个焦点上 10．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，和是椭圆的两个焦点，为椭圆的中心。已知行星在点的速率小于在点的速率，则太阳位于（     ） A．点 B．点 C．点 D．或都可以 【知识整理】 11．开普勒定律的应用 （1）当比较一个行星在椭圆轨道不同位置的速度大小时，选用开普勒第二定律；当比较或计算两个行星的周期问题时，选用开普勒第三定律。 （2）由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此在中学阶段的研究中我们可以按圆轨道处理，且把行星绕太阳的运动看作是匀速圆周运动，所有行星 的三次方跟它的公转周期T的二次方的 ，即 。 【例题】 12．二十四节气的划分是以地球和太阳的连线每扫过定为一个节气，这是古人长期观察太阳运行与气候变化规律的智慧结晶，2016年被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。如图所示为地球在公转轨道上的位置示意图，下列说法正确的是（     ） A．二十四节气中每两个节气相隔的时间相等 B．地球在冬至时绕太阳运行的速度比夏至时大 C．地球绕太阳做匀速圆周运动，太阳处于圆心位置 D．地球绕太阳公转轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值与月球绕地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值相同 13．2025年7月15日，搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，耗时约3小时与空间站完成对接过程。空间站与地球同步卫星的轨道半径的比值约为0.16，空间站的环绕周期约为（　　） A．1h B．1.5h C．2h D．2.5h 14．如图所示，地球赤道上方有两颗卫星A、B，轨道半径分别为、，其中（）。若卫星A的周期为，两卫星近似绕地球做匀速圆周运动，则卫星B的周期为（    ） A． B． C． D． 15．地球和某彗星绕太阳运行的轨迹如图所示。彗星近日点和远日点到太阳中心的距离分别约为地球公转轨道半径的0.6倍和35.4倍，则该彗星的公转周期约为（　　） A．22年 B．26年 C．38年 D．76年 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． 地球 地球 托勒密 2． 匀速圆周运动 哥白尼 3．匀速圆周 4．开普勒 5．D 【详解】A．日心说的代表人物是哥白尼，地心说的代表人物是托勒密，故A错误； B．太阳东升西落是地球自转的观测结果，不能说明太阳绕地球转动，地球是不动的，故B错误； C．地心说以地球为参考系时，需引入复杂的本轮和均轮模型来描述行星运动，故C错误； D．日心说以太阳为参考系，行星的轨道可简化为以太阳为中心的简单轨道，描述更简洁，故D正确。 故选D。 6．冬至日地球绕太阳运动的速度最大，夏至日地球绕太阳运动的速度最小 7． 椭圆 椭圆 面积 三次方 二次方 8．B 【详解】根据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，分别在近地点和远地点选取很短的时间，则 因为，所以 故选B。 9．D 【详解】A．根据开普勒第二定律，因金星、土星绕太阳运动的轨道不同，则金星、土星与太阳的连线，在相等时间内扫过的面积不相等，A错误； B．根据开普勒第二定律，地球绕太阳运行过程中，在近日点的速率较大，在远日点的速率较小，B错误； C．根据开普勒第三定律，因地球绕太阳公转的半长轴小于火星公转的半长轴，可知地球绕太阳公转的周期小于火星公转的周期，C错误； D．根据开普勒第一定律，太阳位于八大行星椭圆轨道的同一个焦点上，D正确。 故选D。 10．B 【详解】根据开普勒第一定律可知，太阳位于椭圆的其中一个焦点上；已知行星在点的速率小于在点的速率，根据开普勒第二定律可知，点为远日点，点为近日点，所以太阳位于点。 故选B。 11. 环绕半径 比值 12．B 【详解】A．二十四节气定义为日地连线每扫过为一个节气，地球绕太阳做椭圆运动，近日点线速度大、远日点线速度小，扫过相同圆心角所用时间不同，因此两个节气间隔时间不相等，故A错误； B．由图可知，冬至靠近近日点，夏至靠近远日点，根据开普勒第二定律，近日点公转速度更大，因此地球冬至时绕太阳运行的速度比夏至时大，故B正确； C．地球绕太阳做椭圆运动，太阳处于椭圆的一个焦点，不是圆心，故C错误； D．根据开普勒第三定律，比值仅和中心天体质量有关，地球绕太阳公转的中心天体是太阳，月球绕地球公转的中心天体是地球，二者不同，故D错误。 故选B。 13．B 【详解】空间站和地球同步卫星都绕地球做圆周运动，绕同一中心天体运动时符合开普勒第三定律 为常量，对两个卫星相等。 已知地球同步卫星的周期，题目给出轨道半径比 根据开普勒第三定律变形得 代入数值计算得 故选B。 14．C 【详解】根据开普勒第三定律 对于绕地球做匀速圆周运动的卫星A和B，有 由题可知 代入上式可得 解得 故选C。 15．D 【详解】哈雷彗星绕太阳运动的周期约为T彗，，设哈雷彗星轨道的半长轴为，则哈雷彗星椭圆轨道的半长轴为 根据开普勒第三定律有 解得T彗=76年 故选D。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $