第七章万有引力与宇宙航行
第一节行星的运动
目录
学法指导
必备知识
易错分析
课堂练习
学法指导
学法指导
1.通过练习,从数理角度理解开普勒行星运动三定律
2.通过教材“科学漫步”了解人类对宇宙的认识过程,体会真理的来之不易
必备知识
知识点1行星运动的两种对立学说
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项
地心说
日心说
代表人物
托勒密
哥白尼
基本观点
地球是宇宙的中心,而且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动
太阳是宇宙的中心,而且是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动
成功之处
第一次提出“地球”概念, 初步形成行星体系模型
①可以比较容易地解释天体现象;②初步建立客观合理的近代科学宇宙观
局限性
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匀速圆周运动,但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符
知识点2开普勒关于行星运动的三定律定律
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}内容
内容
图示
说明
开普勒第一定律(轨道定律)
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
行星运行的轨道必有近日点和远日点
开普勒第二定律(面积定律)
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的面积相等
行星从近日点向远日点运动时,速率变小;从远日点向近日点运动时,速率变大
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等
比值k=与被环绕天体有关,与行星无关
易错分析
易错1.对开普勒行星运动定律理解失准而致错
1.对开普勒第三定律的理解失准,忽视了所研究的行星须为同一中心天体的行星的先决条件。
2.在运用开普勒第二定律时,对运动参量的确定出现差错。
易错2.模型构建失准而致错
1.对圆周运动中各运动参量的关系不熟悉而致错
2.圆周运动中的相遇与追及问题的模型构建出现思维障碍而无法顺利求解。
1.关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是( )
A.所有的行星都绕太阳做圆周运动
B.对任意一个行星,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积
C.在????3????2=k中,k是与太阳无关的常量
D.开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动
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解析
根据开普勒第一定律知,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,故A错误;由开普勒第二定律知,对任意一个行星,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,故B正确;在????3????2=k中,k是与太阳有关的常量,故C错误;开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动,还适用于宇宙中卫星绕行星的运动,故D错误.
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课堂练习
1.如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图,A点是远日点,B点是近日点,CD是椭圆轨道的短轴.下列说法中正确的是( )
A.行星运动到A点时速度最大
B.行星运动到C点或D点时速度最小
C.行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动
D.行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时针运动到C点的时间相等
由开普勒第二定律知,行星在A点速度最小,在B点速度最大,所以行星从A向B顺时针运动的过程中速度在增大,行星从B点顺时针运动到D点的时间小于从A点顺时针运动到C点的时间,故A、B、D错误,C正确.
2.开普勒关于行星运动的描述正确的是( )
A.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
B.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上
C.所有行星轨道半长轴的三次方跟自转周期的二次方的比值都相等
D.所有行星轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
开普勒第一定律的内容为: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,A正确,B错误;开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等,C、D错误.
3.关于开普勒第三定律????3????2=k,以下说法中正确的是( )
A.T表示行星运动的自转周期
B.k值只与中心天体有关,与行星无关
C.该定律只适用于行星绕太阳的运动,不适用于卫星绕行星的运动
D.若地球绕太阳运转的半长轴为????1,周期为????1,月球绕地球运转的半长轴为????2,周期为????2,则????13????12=????23????22
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T表示行星运动的公转周期,不是自转周期,A错误;k是一个与行星无关的量,k只与中心天体有关,B正确;开普勒第三定律既适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动,C错误;地球绕太阳转动,而月球绕地球转动,二者不是同一中心天体,故对应的k值不同,D错误.
Thank You!