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1、第六章 万有引力与航天第六章 万有引力与航天 1 行星的运动 行星的运动 学习目标 1.知道“地心说”和“日心说”的基本内容及发展过程. 2.知道开普勒行星运动定律及建立过程. 3.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题. 自主探究 1.地心说: 是宇宙的中心,且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕 运动. 2.日心说: 是宇宙的中心,且是静止不动的,地球和其他行星都绕 运动. 3.两种学说的局限性:两种学说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,而这和丹麦天文学家 的观测数据不符. 4.开普勒行星运动定律 (1)开普勒第一定律:所有行星绕太阳运
2、动的轨道都是 ,太阳处在椭圆的一 个 .因此第一定律也叫轨道定律. (2)开普勒第二定律: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相等 的 .因此第二定律也叫面积定律. (3)开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的 跟它的公转周期的 的比 值都相等.表达式: . 5.行星运动的近似处理 (1)大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在 . (2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的 (或线速度)不变,即行星做 运 动. (3)所有行星轨道半径的 跟它的公转周期的 的比值都相等.表达 式: . 合作探究 一、“地心说”与“日心说” 【自主阅读】 1.古代人们对天体运动存在两种对
3、立的看法 和 ;代表人物分别是 和 . 2.两种学说争论的焦点是 . 二、开普勒行星运动定律 1.漫长的过程 【自主阅读】 科学足迹 【自主探究】 小组合作画椭圆,展示结果,明确数学概念 阅读开普勒定律的发现过程,并合作利用图钉和细线画出椭圆. 2.开普勒行星运动定律 【自主探究】 讨论开普勒三个定律以及常数 k 的意义 若用 a 代表椭圆轨道的半长轴,T 代表公转周期,则开普勒第三定律可表示为 (其中, 比值 k 是一个与 无关的常量,只与 有关的物理量). 3.近似处理 (1)大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心 (2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不
4、变,即行星做匀速圆周运动. (3)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.表达式: =k 3 2 【巩固训练】 1.关于行星的运动以下说法正确的是( ) A.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越长 B.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长 C.水星轨道的半长轴最短,公转周期就最长 D.冥王星离太阳“最远”,公转周期就最长 2.已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的 12 倍.则木星绕太阳公转轨道的半 长轴为地球公转轨道半长轴的 倍. 课堂检测 1.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中,哪个是错误的( ) 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.同
5、一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动,轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的 比值都相同 C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动,轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的 比值都相同 D.同一卫星绕不同行星运动,轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等 2.银河系中有两颗行星环绕某恒星运转,从天文望远镜中观察它们的运转周期为 271,则它 们的轨道半长轴比是( ) A.31B.91C.271D.19 3.两个质量分别是 m1和 m2的行星,它们绕太阳运行的轨道半径分别等于 R1和 R2,则它们运 行周期的比等于( ) A.(B.(C.D. 2 1) 3 2 1 2) 3 2 1 2 2
6、1 4.我国的人造卫星围绕地球的运动,有近地点和远地点,由开普勒定律可知卫星在远地点运 动速率比近地点运动的速率小,如果近地点距地心距离为 R1,远地点距地心距离为 R2,则该卫星 在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为( ) A.B.C.D. 1 2 2 1 1 2 2 1 5.下面关于丹麦天文学家第谷,对行星的位置进行观察所记录的数据,说法正确的是( ) A.这些数据在测量记录时误差相当大 B.这些数据说明太阳绕地球运动 C.这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合 D.这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合 6.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半
7、径为月球绕地球轨道半径的 ,则此卫星 1 3 运行的周期大约是( ) A.14 天之间B.48 天之间 C.816 天之间 D.1620 天之间 7.太阳系的行星与太阳之间的平均距离越大,它绕太阳公转一周所用的时间( ) A.越长B.越短C.相等D.无法判断 8.关于开普勒行星运动定律的公式=k,下列说法正确的是( ) 3 2 A.k 是一个与行星无关的量 B.若地球绕太阳运转的半长轴为R,周期为T,月球绕地球运转的半长轴为R1,周期为T1,则 3 2 = 13 12 C.T 表示行星的自转周期 D.T 表示行星的公转周期 参考答案 自主探究 1.地球 地球 2.太阳 太阳 3.匀速圆周 第谷 4.(1)椭圆 焦点 (2)面积 (3)三次方 二次方 =k 3 2 5.(1)圆心 (2)角速度 匀速圆周 (3)三次方 二次方 =k 3 2 合作探究 一、“地心说”与“日心说” 1.地心说 日心说 托勒密 哥白尼 2.以谁为中心 二、开普勒行星运动定律 2. =k 行星 太阳 3 2 【巩固训练】 1.BD 2. 5.24 课堂检测 1.D 2.B 3.B 4.A 5.D 6.B 7.A 8.AD