3.1 天体运动（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（教科版必修2）

第三章　 1　天体运动 学习目标 1.了解地心说和日心说两种学说的内容. 2.了解开普勒行星运动三定律的内容. 3.了解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，来之不易. 内容索引 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 Ⅰ自主预习梳理 Ⅰ 自主预习梳理 一、两种对立学说 1.地心说 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕____ 运动. 2.日心说 是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动. 地球 地球 太阳 太阳 二、开普勒行星运动定律 1.第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在________ 上. 2.第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过 . 3.第三定律：行星轨道 与 的比值是一个 常量.其表达式为 ，其中r是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期，k是一个与行星 (填“有关”或“无关”)的常量. 椭圆 所有椭圆 的一个焦点 相等的面积 半长轴的三次方 公转周期的二次方 无关 1.判断下列说法的正误. (1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动.( ) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.( ) (3)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各不相同.( ) (4)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.( ) (5)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.( ) (6)在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.( ) 即学即用 × × √ √ × √ 2.如图1所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在A点的速率_____(填“大于”“等于”或“小于”)在B点的速率. 大于 图1 Ⅱ 重点知识探究 一、对开普勒定律的理解 (1)古人认为太阳、行星等天体做什么运动？开普勒认为行星做什么样的运动？他是怎样得出这一结论的？ 答案 导学探究 答案　古人认为天体做匀速圆周运动.开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星做匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这种差别. (2)开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律？ 答案　从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律. 知识深化 1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题. 图2　　　　 　　　　图3 行星的轨道都是椭圆，如图2所示，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图3所示，即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳.因此开普勒第一定律又叫轨道定律. 2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题. (1)如图4所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SA＝SB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.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.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小. 图4 3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题.(如图5) 图5 (1)由 ＝k知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律.常数k与行星无关，只与太阳有关. (2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常数k与卫星无关，只与地球有关，也就是说k值大小由中心天体决定. 例1　(多选)关于行星绕太阳运动的说法正确的是 A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆 C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 解析　太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上，选项A正确，B错误； 行星的运动是曲线运动，运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确； 行星从近日点向远日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于90°，行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90°，选项D错误. √ 答案 √ 解析 例2　(多选)关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有 A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B.卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时 速率小 C.卫星离地球越远，周期越大 D.同一卫星绕不同的行星