高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 行星的运动导学案及答案

第七章　万有引力与宇宙航行

第1节 行星的运动

1．知道地心说和日心说的基本内容．

2．知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．

3．知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．

4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的.

1.重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习．

2.难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。

一、自主学习

1.地心说是指____________________________________，代表人物         

日心说是指_________________________________代表人物          _____

2．开普勒第一定律又称        定律，它指出：所有行星绕太阳运动的轨道是         ，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。远日点是指__________，近日点是指_________。不同行星的椭圆轨道是不同的，太阳处在这些椭圆的一个公共焦点上。

 3．开普勒第二定律又称      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面积。所以行星在离太阳比较近时，运动速度________。行星在离太阳较远时，运动速度_________。

 4．开普勒第三定律又称      定律，内容是：所有行星的轨道的           

跟它的                    的比值都相等。该定律的数学表达式是：_________。

5.   开普勒行星运动定律，不仅适用于行星，也适用于其它卫星的运动。研究行星运动时，开普勒第三定律中的常量k与________有关，研究月球、人造地球卫星运动时，k与____________有关。

二、合作探究

任务一、古代对行星运动规律的认识

阅读教材回答下列问题：

1. 古代人们对天体运动存在哪些看法？什么是“地心说”？什么是“日心说”？

2. 两种学说争论的结果是什么？“日心说”为什么能战胜“地心说”？

3. “日心说”的观点是否正确？

4.根据前四问的回答，在下列表格中总结“地心说”、“日心说”的相关内容：

任务二、开普勒行星运动定律

阅读教材回答下列问题：

古人认为天体做什么运动？开普勒认为行星做什么运动？他是怎样得出这一结论的.开普勒定律从哪些方面描述行星绕太阳的运动规律？具体内容是什么？完成列表格。

1．最先发现行星是绕太阳做椭圆运动的科学家是(　　)

A．亚里士多德　　 B．伽利略      C．第谷       D．开普勒

2．日心说的代表人物是(　　)

A．托勒密         B．哥白尼      C．布鲁诺   D．第谷

3、下列说法中正确的是：（   ）

A、关于天体运动的日心说、地心说都是错误的

B、地球是一颗绕太阳运动的行星

C、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球转动

D、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动

4、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，自转周期越长

B、行星轨道的半长轴越长，公自转周期越长

C、水星的半长轴最短，公转周期最长

D、海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的周期最长

5、哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下面说法中不正确的是(　　)

A．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率

B．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度

C．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度

D．若彗星周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的75倍

6、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(　　)

A．F2      B．A       C．F1      D．B

7、地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011m，周期为365天，月球绕地球运行的轨道半长轴为3.8×108m，周期为27.3天，求：

（1）对于绕太阳运行的行星的值

（2）对于绕地球运行的卫星的值

1、关于开普勒第二定律，正确的理解是（   ）

A、行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动

B、行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动

C、行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线度

D、行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故它在近日点的速度大于它在远日点的速度

2、地球围绕太阳公转的椭圆轨道如图所示，由开普勒定律可知(　　)

A．太阳处于此椭圆的一个焦点上

B．地球在此椭圆轨道上运动时速度大小不变

C．若地球的公转周期为T，则=常量

D．若地球的公转周期为T，则=常量

3、关于开普勒第三定律的公式=k，下列说法正确的是（   ）

A、公式只适用于轨道是椭圆的运动

B、式中的k值，对于所有行星（或卫星）都相等

C、式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关                       

D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离

4、已知海王星绕太阳运转的平均轨道半径为4.50×1012m，地球绕太阳公转的平均轨道半径为1.49×1011m，估算海王星的公转周期最接近（  ）

A、80年      B、120年      C、165年      D、200年

5、如图，椭圆为一颗绕太阳运行的行星的运动轨迹，当该行星由a向b运行的过程中，下列说法中正确的是(    )

A、线速度增大，角速度增大       B、线速度增大，角速度减小

C、线速度减小，角速度增大       D、线速度减小，角速度减小

6、某一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转的轨道半径的，则此人造卫星运行的周期大约是在(　　)

A．1～4天之间    B．4～8天之间   C．8～16天之间   D．16～20天之间

7、某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则近日点速率vb为（提示：行星运动在短时间内可近似认为速率不变）  （   ）

A、vb=va      B、vb=va      C、vb=va      D、vb=va

8、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示．如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间

参考答案：

小试牛刀：1．D2．B3、B4、BD5．D6、A

当堂检测：1、BD2、AC3、C4、C5、A6、B7、A

8、=.

求得T′=T·

=·.

则飞船从A点到B点所需的时间为

t==·.

答案：·