行星的运动 导学案 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

学校课型习题课课时1课题7.1行星的运动年级高一学习目标1.知道地心说、日心说，了解人们对行星运动的观测和研究。2.知道开普勒定律，掌握行星运行的轨道特点和运动规律。3.掌握开普勒定律的应用。基础知识一、两种学说1．地心说：eq\o(□,\s\up4(1))地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕eq\o(□,\s\up4(2))地球运动。2．日心说：eq\o(□,\s\up4(3))太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。二、开普勒行星运动定律三、行星的运动的近似处理1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，eq\o(□,\s\up4(4))太阳处在圆心。2．对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做eq\o(□,\s\up4(5))匀速圆周运动。3．所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即eq\o(□,\s\up4(6))eq\f(r3,T2)＝k。随堂检测C一、单项选择题1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A．哥白尼 B．第谷C．伽利略 D．开普勒2．(学术情境命题)据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象。关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是()A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同C．离太阳越近的行星，其公转周期越小D．离太阳越远的行星，其公转周期越小3．太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为()行星名称水星金星地球火星木星土星公转周期/年0.2410.6151.01.8811.8629.5A.1.2亿千米 B．2.3亿千米C．4.6亿千米 D．6.9亿千米4．(生活情境命题)春分、夏至、秋分、冬至对应地球在椭圆轨道的位置将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示，从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是()A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较小B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大C．春夏两季与秋冬两季时间相等D．春夏两季比秋冬两季时间长二、多项选择题5．下列说法正确的是()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．地心说和日心说的说法都是错误的6．(学术情境命题)如图所示为哈雷彗星和地球绕太阳运动的轨道示意图，A点和B点分别为哈雷彗星环绕轨道的近日点和远日点，则关于哈雷彗星的运动，下列判断中正确的是()A．在A点的线速度大于在B点的线速度B．在A点的角速度小于在B点的角速度C．在A点的向心加速度等于在B点的向心加速度D．哈雷彗星的公转周期一定大于1年三、非选择题7．(学科情境命题)如图所示，天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角。当行星处于最大观察视角处时，是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期，已知该行星的最大观察视角为θ，不计行星与地球之间的引力，则该行星环绕太阳运动的周期为多少年？8.eq\a\vs4\al(科学思维命题)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A点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。随堂检测B培优一开普勒三定律的拓展应用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。下列说法中正确的是()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.eq\f(a3,T\o\al(3,B))＝eq\f(r3,T\o\al(3,C))，该比值的大小与地球无关D.eq\f(a3,T\o\al(3,B))≠eq\f(r3,T\o\al(3,C))，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关2.eq\a\vs4\al(学术情境命题)月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样。(计算结果保留三位有效数字，取R地＝6400km)3．(科学思维命题)(多选)如图所示，P、Q两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T0和2T0，某时刻P、Q刚好位于地球同侧且与地心在同一直线上，经Δt又出现在地球同侧且与地心在同一直线上，则下列说法正确的是()A．P、Q两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为eq\r(3,\f(1,4))B．P、Q两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为eq\r(3,4)C．Δt可能为eq\f(2,3)T0D．Δt可能为4T0随堂检测A误区对开普勒第三定律