7.1 行星的运动导学案（无答案）

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7.1行星的运动
【学习目标】
1.通过史实分析，要有辩证的思维认识行星运动的规律。
2.准确说出开普勒的三大定律内容及其特点。
3.通过用开普勒定律解决问题，总结出用开普勒定律解题的注意事项【学习重难点】
重点
开普勒行星运动定律的基本内容
难点
开普勒行星运动第三定律的内容和应用
【新知基础】
知识点一 圆周运动相关基本公式
1.圆周运动的线速度与角速度的关系及与周期的关系 ＝＝
2.圆周运动的角速度速度的定义式及与周期的关系：
3.向心力的大小：＝ ＝ ＝.
4.向心加速度的大小的表达：a＝＝＝.
【预习新知】
（一）地心说和日心说
1.地心说: 地球是宇宙的中心,并且静止不动,太阳、月亮以及其它行星围绕地球做圆周运动。
代表人物是古希腊科学家_托勒密__．
2.日心说: 太阳是宇宙的中心,并且静止不动,地球和其它行星都围绕太阳做圆周运动。
日心说的代表人物是_哥白尼__．
（二）开普勒行星运动定律及其意义
1.第一定律(轨道定律)
内容：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（面积定律）：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积_相等__．
（1）行星和太阳的连线扫过的面积大的运动过程，运动时间_长__。
（2）行星在离太阳较近的地方，运行速度较_大_。
3.第三定律（周期定律）：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是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，k的大小与行星无关，只与中心天体的质量有关；中心天体不同k不同)
（三）中学阶段对天体运动的处理方法
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可以按圆轨道处理，开普勒三定律就可以这样表述：
（1）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)不变，即行星做_匀速圆周运动__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__是一个常量_，即＝k.
【典例一】16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个基本论点目前不存在缺陷的是(　　)
A．宇宙的中心是太阳，所有的行星都在绕太阳做匀速圆周运动
B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星；月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动
C．天穹不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象
D．与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大很多
【典例二】关于开普勒行星运动定律的描述，下列说法中正确的是(　　)
A．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C．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
D．地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
【典例三】如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时行星的速率为(　　)
A．vb＝va B．vb＝ va C．vb＝va D．vb＝ va
【巩固训练】
1. 开普勒被誉为“天空的立法者”。关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是 (　　)
A.太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动
B.同一行星在绕太阳运动时,在近日点的速度小于在远日点的速度
C.绕太阳运行的多颗行星中,距离太阳越远的行星运行周期越大
D.地球在宇宙中的地位独特,太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动
2. 行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么它轨道半径r的三次方与运行周期T的平方的比为常量，设＝k，则常量k的大小(　　)
A．只与恒星的质量有关
B．与恒星的质量及行星的质量有关
C．只与行星的质量有关
D．与恒星的质量及行星的速度有关
3.如图所示,B为沿椭圆轨道绕地球运行的卫星,椭圆轨道的半长轴为a,运行周期为TB;C为沿圆轨道绕地球运动的卫星,圆轨道的半径为r,运行周期为TC。下列说法或关系式正确的是 (　　)
A.地球位于B卫星轨道的一个焦点上,位于C卫星轨道的圆心上
B.卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C.=,该比值的大小与地球无关
D.=,该比值的大小不仅与地球有关,还与太阳有关
4.开普勒的行星运动规律也适用于其他天体或人造卫星的运动规律，某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，若月球绕地球运行的周期为27天，则此卫星运行的周期大约是(　　)
A．1～4天 B．4～8天
C．8～16天 D．16～20天