第七章第一节行星的运动（原卷版）

第七章第一节行星的运动——精剖细解学习讲义知识点：行星的运动1、两种对立的学说学说内容代表人物缺点地心说地球是宇宙的中心，是静止不动的；太阳、月球以及其他星体都绕地球运动。托勒密两种学说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，鉴于当时自然科学的认识能力，日心说比地心说更先进，日心说能更完美地解释天体的运动。以后的观测事实表明，哥白尼日心说有一定的优越性。但是，限于哥白尼时代科学发展的水平，哥白尼学说存在两大缺点：①把太阳当作宇宙的中心。实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心。②沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。实际上行星轨道是椭圆的，行星的运动也不是匀速的。日心说太阳是宇宙的中心，是静止不动的；地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动；天穹不转动，因为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；与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。哥白尼人类对行星运动规律的认识：远古时期认为是天圆地方；140年托勒密提出地心说；1543年哥白尼提出日心说；1600年开普勒任第谷的助手，开始行星观察数据的收集和整理；1609年开普勒发表了行星运动的第一和第二定律；1619年开普勒又发表了行星运动的第三定律。1．下列说法正确的是（

）A．地球是宇宙的中心，太阳．月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C．太阳是静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的2．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证B．开普勒研究了行星运动，从中发现了万有引力定律C．爱因斯坦利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”D．瓦特提出了太阳是宇宙中心为主要观点的“日心说”3．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（

）A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2、开普勒三大定律开普勒三大定律的内容定律内容图示/公式开普勒第一定律(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。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相等的面积。开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。，k是一个与行星无关的常量。对开普勒三大定律的理解：1、开普勒第一定律解决了行星运动的轨道问题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，如下图所示，不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的。开普勒第一定律说明了太阳不是位于椭圆的中心，不同的行星不是位于同一椭圆轨道，而且不同行星的椭圆轨道一般不在同一平面内。2、开普勒第二定律比较了某个行星在椭圆轨道上不同位置的速度大小问题如下图所示，在相等的时间内，面积SA＝SB，这说明离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星在远日点a的速率最小，在近日点b的速率最大。近日点是行星距离太阳最近的点，远日点则为行星距离太阳最远的点。根据开普勒第二定律可知同一行星在近日点时速度最大，在远日点时速度最小。3、开普勒第三定律比较了不同行星周期的长短问题椭圆轨道的半长轴a如下图所示。由开普勒第三定律可知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，对于地球卫星，常量k只与地球有关，而与卫星无关，也就是说k值的大小由中心天体决定。遇到题目中椭圆轨道求周期的情景时一般考虑开普勒第三定律。该定律也适用与圆轨道，此时半长轴a为半径r，即。高中阶段行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。因此高中阶段的开普勒三大定律可以这样理解：①多数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速率不变，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二次方的比值都相等。绕同一中心天体运动的两颗行星的轨道半径分别为R1、R2，公转周期分别为T1、T2，则有。要注意长轴是指椭圆中过焦点与椭圆相交的线段，半长轴即长轴的一半，注意它和远日点到太阳的距离不同。4．对于开普勒定律的理解，下列说法不正确的是（）A．开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三定律B．行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比C．行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上D．行星距离太阳越近，其运动速度越大，距离太阳越远，其运动速度越小5．2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气，代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置，如图所示，从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气，以下说法正确的是（）A．地球绕太阳运行方向（正对纸面）是顺时针方向B．地球绕太阳做匀速率椭圆轨道运动C．地球从夏至至秋分的时间小于地球公转周期的四分之一D．冬至时地球公转速度最大6．关于行星绕太阳运动的说法正确的是(

)A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处C．某行星绕太阳运动，它离太阳越近速率越小D．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等7．火星和地球都绕太阳运动，已知火星离太阳较远，下列说法正确的是（）A．太阳在火星运动轨道的中心处B．火星和地球在同一椭圆轨道上运动C．火星公转周期比地球公转周期大D．火星轨道半长轴比地球轨道半长轴小8．海王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为，其近日点到太阳的距离为a，远日点到太阳的距离为b，半短轴的长度为c，A、B、C、D分别为长短轴的端点，如图所示。若太阳的质量为M，万有引力常量为G，忽略其他行星对它的影响，则下列说法正确的是（

）A．海王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变大B．海王星从A→B所用的时间等于C．海王星从B→C→D的过程中所用的时间与从D→A→B的过程中所用的时间相等D．由开普勒行星运动定律知，所有行星绕太阳运行的轨道不一定在同一个平面内9．地球和金星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳位于金星运行轨道的中心B．它们在近日点速度小于远日点速度C．地球和金星公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴的立方之比D．地球和金星绕太阳运行速度的大小始终相等多选题10．由数学知识知，椭圆的焦距与半长轴长度的比值称为椭圆的离心率，用e表示，e越接近1，椭圆越扁。下表是太阳系部分行星椭圆轨道的半长轴和离心率的数值，其中半长轴以地球轨道的半长轴为单位。从表中数据看，关于椭圆轨道最扁的行星以及木星的公转周期，下列说法正确的是（

）行星水星金星地球火星木星半长轴a0.3870.7231.0001.5245.205离心率e0.2060.0070.0170.0930.048A．金星椭圆轨道最扁 B．水星椭圆轨道最扁C．木星的公转周期约为12年 D．木星的公转周期约为76年11．如图是某行星绕太阳运行的椭圆轨道示意图，下列说法正确的是（）A．太阳处在椭圆轨道的一个焦点上B．图中行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等C．对于任意一个行星，在近日点的速率小于在远日点的速率D．距离太阳越远的行星运行周期越长12．行星沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，根据开普勒行星运动定律可知（

）A．所有椭圆轨道的中心重合，太阳处在该中心上B．所有行星都是在近日点速度比在远日点的速度大C．椭圆轨道半长轴长的行星，绕太阳运行一周的时间也长D．如果将行星的轨道近似看作圆，则行星做匀速圆周运动13．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B．对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积C．表达式R3/T2=k,k是一个与行星无关的常量D．表达式R3/T2=k,T代表行星运动的自转周期14．对开普勒第一定律的理解，下列说