2018-2019新设计物理必修2教科版（优课件+精讲义+优习题）：第三章　万有引力定律 (共10份打包)

第三章　万有引力定律 1.3.1　天体的运动 学习目标 核心凝炼 1.了解人类对行星运动规律的认识历程。 2个学说——地心说、日心说 3个定律——开普勒第一、二、三定律 2.知道开普勒三定律的内容。 3.能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题。 一、两种对立学说 [观图助学] (1)如图是托勒密提出关于天体运动观点的示意图，他认为宇宙体系中，地球运行情况是怎样的？太阳运行情况是怎样的？ (2)如图是哥白尼提出关于天体运动观点的示意图，他认为宇宙体系中，地球运行情况是怎样的？太阳运行情况是怎样的？ 1.地心说：公元150年前后，古希腊学者托勒密构建了地心宇宙体系。他认为地球位于宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。 2.日心说：波兰天文学家哥白尼提出日心说，认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 [理解概念] 判断下列说法的正误。 (1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。(×) (2)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周。(×) (3)日心说比地心说更科学。(√) 二、开普勒行星运动定律 [观图助学] (1)如图是行星运动轨迹的形状、及太阳所处位置与行星运动轨迹关系的示意图，行星运动轨迹是圆吗？太阳处在行星运动轨迹的什么位置上？ (2)如图所示，所有行星都绕太阳在椭圆轨道上运行，某一行星绕太阳运动的速率在不同位置都一样大吗？ 1.第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 2.第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 3.第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量。其表达式为＝k，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是一个与行星无关(填“有关”或“无关”)的常量。 [理解概念] 判断下列说法的正误。 (1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。(×) (2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(×) (3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(√) 　两种对立学说 [观察探究] 我们日常看到太阳自地球东方升起，又落到西方，也就是说，我们看到的现象似乎是太阳绕地球转，地球是宇宙的中心，是静止不动的。太阳所在的银河系在不停的运动，而在浩瀚的宇宙中，银河系只是微小的一部分。地球是宇宙的中心，是静止不动的，这个观点正确吗？怎样解释？ 答案　观点不正确。地球每天自西向东自转一周，选取地球(地面)为参考系来描述太阳的运动，太阳每天东升西落；如果我们乘坐宇宙飞船来到浩瀚的太空，选取太阳为参考系来描述地球的运动，就会看到地球是围绕太阳转的；选取银河系为参考系，我们看到太阳也在运动着。 [探究归纳]　 1.地心说的意义：地心说是世界上第一个行星体系模型，并且第一次提出地球是“球形”和“运动轨道”的概念，从而使人们能对行星的运动进行定量计算，推测行星到达的位置。人们根据地心说模型在一定程度上正确地预测天象，在当时的生产实践中起到了一定的作用。 2.日心说的局限性：日心说认为太阳是宇宙的中心，实际上太阳只是太阳系的中心，并不是宇宙的中心；日心说没能摆脱地心说的错误观念，认为行星在圆轨道上做匀速圆周运动，实际上所有的行星轨道都是椭圆，运动速度的大小也不是恒定的。 [试题案例] [例1] (多选)关于地心说和日心说，下列说法中正确的是(　　) A.地心说的参考系是地球 B.日心说的参考系是太阳 C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 D.日心说是由开普勒提出来的 解析　地心说认为地球是宇宙的中心，太阳及其他天体围绕地球运行，日心说认为太阳是宇宙的中心，地球和别的行星一样绕太阳运行，故A、B正确；由于古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，故他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的天体都是绕着地球而运行的，教会接纳此为世界观的“正统理论”，而“日心说”是在足够的天文观测的数据基础上由哥白尼提出的，符合科学研究的结果，而不是人们臆想出来的，是科学的一大进步，故两者具有不能等同的价值，故C、D错误。 答案　AB [针对训练1] (多选)下列说法中正确的是(　　) A.地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动 B.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 C.地球是绕太阳运动的一颗行星 D.日心说和地心说都是错误的 解析　地心说和日心说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，不可能静止，故B错误，D正确；地球是绕太阳运动的一颗普通行星，并非宇宙的中心天体，故A错误，C正确。 答案　CD 　开普勒行星运动规律 [观察探究] 如图1所示为地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。 图1 (1)太阳是否