6.1 行星的运动 学案全集（人教必修2）
文档属性
| 名称 | 6.1 行星的运动 学案全集（人教必修2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 97.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-03-19 14:38:38 | ||
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文档简介
6．1 行星的运动
新课导航
1．椭圆的相关知识：如图所示，F1、F2为椭圆的两个焦点(椭圆上的任一点到两焦点的距离之和都相等)。0为椭圆的中心，a为半长轴(椭圆中心0到椭圆的最长距离)，b为半短轴(椭圆中心0到椭圆的最短距离)。
2．古代对天体运动认识上的两种学说
(1)地心说：认为 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动。
(2)日心说：认为 是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动。
3．开普勒行星运动定律
(1)所有行星绕 运动的轨道都是 ，太阳处在椭圆的一个
上。（简称轨道定律）
(2)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 。（简称面积定律）
(3)所有行星的轨道的半长轴的 跟它的公转 的二次方的比值都相等，即，比值k是一个对所有行星都相同的常量（简称周期定律）。
开普勒行星运动定律的理解：
①开普勒行星运动三定律分别指出了行星运动的轨道、运动快慢及运动周期所遵循的规律。这三个定律是由观察和运算总结得出的规律其中第一定律告诉我们，行星绕太阳的运动轨道为椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上；第二定律告诉我们行星运动的快慢满足行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等这一规律，因此行星由近日点向远日点运动时，速率会变小，从远日点向近日点运动时速率会变大；第三定律指出行星运动周期T与椭圆轨道半长轴a满足，而k值与行星无关，只与太阳有关。也就是说，对于太阳系中任意两颗行星有成立。
②开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，可以推广到宇宙中其他行星绕某个恒星运转的系统。也适用于卫星绕行星运转的系统，比如一颗人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运动也遵循开普勒行星运动定律。需要说明的是对于不同的运转系统比值k不同。
4．中学阶段，对行星运动的几点近似处理
(1)多数大行星的轨道与圆十分接近，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（或线速度的大小）不变，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平方的比值都相等。
精讲精练
知识点1 对开普勒行星运动定律的理解
[例1] 关于行星的运动，以下说法正确的是 ( )
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心上
B．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
C．地球由近日点向远日点运动时线速度的不断减小
D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最长
知识点2 用周期定律计算行星运动周期
[例2] 2006年8月24日晚，国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，太阳系行星数量将由九颗减为八颗。若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：
从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近 ( )
A．80年 B．120年
C．165年 D．200年
教材补充
恒星的诞生
在恒星起源问题上，现在主要有两种观点：一种观点认为恒星是由弥漫物质凝聚形成的，称“弥漫说”；另一种观点认为，恒星是由超密物质爆发形成的。不过，越来越多的观测证据支持“弥漫说”，并逐渐得到大多数天文学家的公认。下面介绍这一观点。
设想在银河系里，远离我们几千光年的某个地方，一团巨大的星际气体和尘埃云寂静地穿越近于完全真空的空间。这团星际云的稀疏边缘向四周延伸几兆英里之遥。星际云占有如此广漠的空间，因此尽管它具有巨大的质量，但原子在星际云的庞大体积里的分布是很稀疏的。
某个特定的时候，在来自宇宙空间冲击波的作用下，相距很远的原子突然紧紧地拥挤在一起，星际云本来是透明的，但由于原子靠近在一起，微弱的星光不再能穿透通过，这时星际云变成了暗星云。冲击波的另一个作用效果是使有些地方含有比平均数稍多的原子数，有些地方含有比平均数略少的原子数，含原子数多的地方引力大，会把附近的原子吸引过来。以这种方式，星际云开始瓦解成团块或球状体。
球状体是不稳定的，在引力作用了球状体开始收缩，变得越来越小，其核心的压力越来越大，温度也随之不断上升。当温度上升到一定程度后，它内部深处的气体开始发光，这时球状体不再是暗黑的了，它已转变为一颗原恒星。原恒星继续收缩，当原恒星中心的温度达到一千万度时，氢燃烧了，4个氢原子核结合在一起生成了氦核，这就是我们常说的热核反应(氢核聚变)。在这个过程中，减少的质量转换为纯粹的能量。由于氢燃烧释放出巨大的能量，原恒星最终能支撑住它的处层质量，于是收缩停止了，一颗恒星由此诞生了。
学海泛舟
1．发现行星运动规律的天文学家是 ( )
A．第谷 B．哥白尼
C．牛顿 D．开普勒
2．下列说法正确的是 ( )
A．地球是宇宙的中心，是静止不动的
B．太阳是宇宙的中心，是静止不动的
C．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的
D．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转
3．关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是 ( )
A．太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点
B．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
C．行星在近日点的速率大于远日点的速率
D．离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长
4．关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是 ( )
A．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星
B．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)
C．式中的k值，对所有行星(或卫星)都相等
D．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k值不同
5．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运动的轨道半径为R 1和R 2，若m 1=2m 2、R 1=4R 2，则它们的周期之比T 1∶T 2是多少？
1．关于开普勒第三定律的理解，以下说法正确的是 ( )
A．k是一个与行星质量无关的常量，可称为开普勒恒量
B．T表示行星运行的自转周期
C．该定律既适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星运动
D．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R2，周期为T2，则R13／T12= R23／T22
2．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，则太阳位于 ( )
A．F1
B．A
C．F2
D．B
3．地球的公转轨道接近于圆，而彗星的轨道却是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷慧星。哈雷慧星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算：它下一次飞近地球是哪一年
6．1 行星的运动
精讲精练
[例1] [思路分析] 由，半长轴越大，公转周期T越大，故D正确，式中T是公转周期而非自转周期，故B错误；开普勒第一定律可得，太阳处在椭圆的焦点上，A错；开普勒第二定律可得，近日点速度最大，远日点速度最小，由近日点向远日点运动时太阳对行星的引力使行星做减速运动，速度不断减小，C对。
答案：CD
[例2] [思路分析] 设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为R1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为R2，周期为T2，(T2=1年)，由开普勒第三定律有得，T2=164年。
答案：C
点评：在处理天体运动时，一些常识性的时间可作为已知条件来应用，如地球公转的周期为1年，地球自转的周期为24小时，地球同步卫星周期为24小时，月球绕地球公转的周期等。
课内训练
1．D
2．CD
3．CD
4．BD
5．由开普勒第三定律：
=k知=
即：（）2=（）3=43，所以=.
答案：8∶1
课外探究
1．AC
2．C
3．2062
课 内 训 练
课 外 探 究
新课导航
1．椭圆的相关知识：如图所示，F1、F2为椭圆的两个焦点(椭圆上的任一点到两焦点的距离之和都相等)。0为椭圆的中心，a为半长轴(椭圆中心0到椭圆的最长距离)，b为半短轴(椭圆中心0到椭圆的最短距离)。
2．古代对天体运动认识上的两种学说
(1)地心说：认为 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动。
(2)日心说：认为 是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动。
3．开普勒行星运动定律
(1)所有行星绕 运动的轨道都是 ，太阳处在椭圆的一个
上。（简称轨道定律）
(2)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 。（简称面积定律）
(3)所有行星的轨道的半长轴的 跟它的公转 的二次方的比值都相等，即，比值k是一个对所有行星都相同的常量（简称周期定律）。
开普勒行星运动定律的理解：
①开普勒行星运动三定律分别指出了行星运动的轨道、运动快慢及运动周期所遵循的规律。这三个定律是由观察和运算总结得出的规律其中第一定律告诉我们，行星绕太阳的运动轨道为椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上；第二定律告诉我们行星运动的快慢满足行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等这一规律，因此行星由近日点向远日点运动时，速率会变小，从远日点向近日点运动时速率会变大；第三定律指出行星运动周期T与椭圆轨道半长轴a满足，而k值与行星无关，只与太阳有关。也就是说，对于太阳系中任意两颗行星有成立。
②开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，可以推广到宇宙中其他行星绕某个恒星运转的系统。也适用于卫星绕行星运转的系统，比如一颗人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运动也遵循开普勒行星运动定律。需要说明的是对于不同的运转系统比值k不同。
4．中学阶段，对行星运动的几点近似处理
(1)多数大行星的轨道与圆十分接近，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（或线速度的大小）不变，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平方的比值都相等。
精讲精练
知识点1 对开普勒行星运动定律的理解
[例1] 关于行星的运动，以下说法正确的是 ( )
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心上
B．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
C．地球由近日点向远日点运动时线速度的不断减小
D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最长
知识点2 用周期定律计算行星运动周期
[例2] 2006年8月24日晚，国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，太阳系行星数量将由九颗减为八颗。若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：
从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近 ( )
A．80年 B．120年
C．165年 D．200年
教材补充
恒星的诞生
在恒星起源问题上，现在主要有两种观点：一种观点认为恒星是由弥漫物质凝聚形成的，称“弥漫说”；另一种观点认为，恒星是由超密物质爆发形成的。不过，越来越多的观测证据支持“弥漫说”，并逐渐得到大多数天文学家的公认。下面介绍这一观点。
设想在银河系里，远离我们几千光年的某个地方，一团巨大的星际气体和尘埃云寂静地穿越近于完全真空的空间。这团星际云的稀疏边缘向四周延伸几兆英里之遥。星际云占有如此广漠的空间，因此尽管它具有巨大的质量，但原子在星际云的庞大体积里的分布是很稀疏的。
某个特定的时候，在来自宇宙空间冲击波的作用下，相距很远的原子突然紧紧地拥挤在一起，星际云本来是透明的，但由于原子靠近在一起，微弱的星光不再能穿透通过，这时星际云变成了暗星云。冲击波的另一个作用效果是使有些地方含有比平均数稍多的原子数，有些地方含有比平均数略少的原子数，含原子数多的地方引力大，会把附近的原子吸引过来。以这种方式，星际云开始瓦解成团块或球状体。
球状体是不稳定的，在引力作用了球状体开始收缩，变得越来越小，其核心的压力越来越大，温度也随之不断上升。当温度上升到一定程度后，它内部深处的气体开始发光，这时球状体不再是暗黑的了，它已转变为一颗原恒星。原恒星继续收缩，当原恒星中心的温度达到一千万度时，氢燃烧了，4个氢原子核结合在一起生成了氦核，这就是我们常说的热核反应(氢核聚变)。在这个过程中，减少的质量转换为纯粹的能量。由于氢燃烧释放出巨大的能量，原恒星最终能支撑住它的处层质量，于是收缩停止了，一颗恒星由此诞生了。
学海泛舟
1．发现行星运动规律的天文学家是 ( )
A．第谷 B．哥白尼
C．牛顿 D．开普勒
2．下列说法正确的是 ( )
A．地球是宇宙的中心，是静止不动的
B．太阳是宇宙的中心，是静止不动的
C．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的
D．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转
3．关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是 ( )
A．太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点
B．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直
C．行星在近日点的速率大于远日点的速率
D．离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长
4．关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是 ( )
A．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星
B．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)
C．式中的k值，对所有行星(或卫星)都相等
D．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k值不同
5．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运动的轨道半径为R 1和R 2，若m 1=2m 2、R 1=4R 2，则它们的周期之比T 1∶T 2是多少？
1．关于开普勒第三定律的理解，以下说法正确的是 ( )
A．k是一个与行星质量无关的常量，可称为开普勒恒量
B．T表示行星运行的自转周期
C．该定律既适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星运动
D．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R1，周期为T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R2，周期为T2，则R13／T12= R23／T22
2．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，则太阳位于 ( )
A．F1
B．A
C．F2
D．B
3．地球的公转轨道接近于圆，而彗星的轨道却是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷慧星。哈雷慧星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算：它下一次飞近地球是哪一年
6．1 行星的运动
精讲精练
[例1] [思路分析] 由，半长轴越大，公转周期T越大，故D正确，式中T是公转周期而非自转周期，故B错误；开普勒第一定律可得，太阳处在椭圆的焦点上，A错；开普勒第二定律可得，近日点速度最大，远日点速度最小，由近日点向远日点运动时太阳对行星的引力使行星做减速运动，速度不断减小，C对。
答案：CD
[例2] [思路分析] 设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为R1，周期为T1，地球绕太阳公转的轨道半径为R2，周期为T2，(T2=1年)，由开普勒第三定律有得，T2=164年。
答案：C
点评：在处理天体运动时，一些常识性的时间可作为已知条件来应用，如地球公转的周期为1年，地球自转的周期为24小时，地球同步卫星周期为24小时，月球绕地球公转的周期等。
课内训练
1．D
2．CD
3．CD
4．BD
5．由开普勒第三定律：
=k知=
即：（）2=（）3=43，所以=.
答案：8∶1
课外探究
1．AC
2．C
3．2062
课 内 训 练
课 外 探 究