(共32张PPT)
第1节 行星的运动
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地球运动．
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太阳运动．
要点一 地心说与日心说
地球
太阳
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第谷的观测数据不符．
匀速圆周
1．开普勒第一定律
所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个焦点上．开普勒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________的连线在相等的时间内扫过相等的面积．开普勒第二定律也叫面积定律．
要点二 开普勒行星运动定律
椭圆
太阳
三次方
要点三 行星运动的近似处理
圆心
角速度
三次方
二次方
1．开普勒第一定律(轨道定律)
(1)所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个公共焦点上．这否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置．
考点一 对开普勒行星运动定律的理解
(2)由于各行星绕太阳运动的轨道是椭圆，因此在轨道上存在近日点和远日点．
2．开普勒第二定律(面积定律)
根据开普勒第二定律，行星在近日点时速率最大，在远日点时速率最小．即行星从近日点到远日点的过程是减速过程，从远日点到近日点的过程是加速过程．
3．开普勒第三定律(周期定律)
(1)开普勒第三定律的数学表达式中的k仅与太阳质量有关，而与周围绕行的行星无关．
(2)该定律反映了行星公转周期跟轨道的半长轴的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大．
【例题1】
太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列反映公转周期T与轨道半长轴a关系的图象正确的是( )
思维导引：
根据开普勒第三定律，理解轨道半长轴与公转周期的函数关系．
答案 D
【变式1】
(多选)如图所示是行星a绕恒星b运动情况的示意图，下列说法正确的是( )
A．速度最大的点是A点
B．速度最小的点是C点
C．a从A到B做减速运动
D．a从B到A做减速运动
解析
由开普勒第二定律可知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因此，在近恒星点速率较大，在远恒星点速率较小，选项A正确，B错误；行星从A到B速度越来越小，从B到A速度越来越大，因此，行星从A到B做减速运动，从B到A做加速运动，选项C正确，D错误．
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将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，这样，开普勒三定律就可以说成：
(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．
考点二 开普勒定律的应用
开普勒定律的进一步理解和应用
(1)开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运转，也适用于卫星绕着地球运转．
(2)开普勒第三定律中，k值仅与该系统的中心天体有关而与周围绕行的星体无关．
(3)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周运动处理，且是匀速圆周运动，这时椭圆轨道的半长轴取圆轨道的半径．
【例题2】
假设某飞船沿半径为R的圆周绕地球运行，其周期为T，地球半径为R0.该飞船要返回地面时，可在轨道上某点A处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B点相切，如图所示．求该飞船由A点运动到B点所需的时间．
思维导引：(1)开普勒第三定律不仅适用于椭圆轨道的行星运动，也适用于圆轨道的行星运动．
(2)绕同一天体运动时，开普勒第三定律公式中的k值相同．
1．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC．下列说法或关系式正确的是( )
答案 A
2．地球绕太阳的运行轨道是椭圆，冬至这天地球离太阳最近，夏至最远．下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法正确的是( )
A．地球公转速度是不变的
B．冬至这天地球公转速率最大
C．夏至这天地球公转速率最大
D．无法确定
解析
冬至，地球与太阳的连线短；夏至，地球与太阳的连线长，根据开普勒第二定律，地球要在相等的时间内扫过相等的面积，则在相等的时间内，冬至时地球运动的路径就要比夏至时长，所以冬至时地球运动的速率比夏至的速率大，故选项B正确．
3．长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19
600
km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2＝48
000
km，则它的公转周期T2最接近于( )
A．15天
B．25天
C．35天
D．45天
答案 B
4．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，则过近日点时的速率为( )
答案 C行星的运动
1．(多选)(日心说和地心说)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的潜心研究，提出“日心说”的如下四个观点，这四个论点目前看来存在缺陷的是( )
A．宇宙的中心是太阳，所有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．地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象
D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多
[解析] 太阳不是宇宙的中心；所有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；整个宇宙是在不停运动的．题述的四个论点中，现在看来，A、B、C都存在缺陷．
[答案] ABC
2．(多选)(开普勒第一定律)下列说法中正确的是( )
A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点
B．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向
C．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
D．太阳是静止不动的
[解析] 太阳系中八大行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上，故A正确；行星的运动轨迹为椭圆，即行星做曲线运动，速度方向沿轨道的切线方向，故B正确；椭圆上某点的切线并不
一定垂直于此点与焦点的连线，故C错误；太阳并非静止，它围绕银河系的中心不断转动，故D错误．
[答案] AB
3．(多选)(开普勒第二定律)如图所示是行星m绕恒星M运动的示意图，下列说法正确的是( )
A．速度最大点是A点
B．速度最大点是C点
C．m从A点运动到B点做减速运动
D．m从B点运动到A点做减速运动
[解析] 由开普勒第二定律可推知，近恒星处行星速度大而远恒星处速度小，故A点速度最大，B点最小，由A点运动到B点速度减小，由B点运动到A点则速度增大，故A、C正确．
[答案] AC
4．(开普勒第三定律)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为( )
A．2∶1
B．4∶1
C．8∶1
D．16∶1
[解析] 由开普勒第三定律得＝k，故＝
＝
＝8∶1，C正确．
[答案] C
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