【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2-第6章-第1节-行星的运动课时学案

第1节行星的运动学习目标1.了解人类对行星运动规律的生疏历程。2.知道开普勒行星运动定律，及开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关。3.体会科学家们实事求是、坚持真理和勇于探究的科学态度和献身精神。自主学习1.地心说和日心说的比较内容局限性地心说是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他行星都绕运动都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必定是最完善、最和谐的运动，但和丹麦天文学家的观测数据不符日心说是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕运动2.开普勒行星运动定律（1)开普勒第确定律（椭圆轨道定律)：全部行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在椭圆的一个上。（2)开普勒其次定律（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。（3)开普勒第三定律（周期定律)：全部行星的跟它的的比值都相等，即QUOTE=k，比值k是一个对于全部行星都相同的常量。3.行星运动的近似处理（1)行星绕太阳运动的轨道格外接近，太阳处在。（2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的（或)不变，即行星做运动。（3)全部行星跟它的的比值都相等，即QUOTE=k。自我检测1.关于行星的运动,下列说法中正确的是（）A.关于行星的运动,早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”简洁被人们所接受的缘由之一是相对运动使得人们观看到“太阳东升西落”B.行星围绕太阳运动的椭圆轨道可近似地看成圆轨道C.开普勒第三定律QUOTE=k，式中k的值仅与行星的质量有关D.开普勒第三定律也适用于其他星系的行星运动2.木星绕太阳运动的轨道是椭圆，那么木星在椭圆轨道上运动速度的大小是（）A.恒定不变的 B.近日点大、远日点小C.近日点小、远日点大 D.无法判定3.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球轨道半径的QUOTE，则此卫星运行的周期大约是（d为“天”)（）A.1d~4d B.4d~8dC.8d~16d D.16d~20d课内探究一、“地心说”和“日心说”的进展过程1.在古代，人们对天体的运动的生疏有哪几种学说？各个学说的内容是怎样的？代表人物是谁？2.哪种学说更先进？用现在的观点，如何生疏这两种学说？3.是哪位科学家否定了古人认为天体的运动必定是最完善、最和谐的匀速圆周运动并发觉了怎样的规律呢？二、开普勒行星运动定律1.开普勒第确定律及其意义（结合图6-图6-1图6。意义：开普勒第确定律否定了的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳精确的位置。说明：该定律又叫定律,由该定律也可以看出行星与太阳间的距离始终在变化。2.开普勒其次定律（结合如图6-定律内容：图6-1-10图6说明：该定律又叫定律，行星靠近太阳时速度，远离太阳时速度。图6-1-11例1如图图6A.速度最大的点是B点B.速度最小的点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动3.开普勒第三定律（结合图6-图6-1-12结论：图6。说明：该定律又叫定律。QUOTE=k,a为椭圆轨道的，T为周期。其中常数k与无关，只与太阳质量有关。例2已知海王星绕太阳运转的平均轨道半径为QUOTEm,地球绕太阳公转的平均轨道半径为QUOTEm，试估算海王星绕太阳运行的周期。4.多数行星绕太阳运动的轨道与圆格外接近,所以在中学阶段通常将行星的运行轨道按圆轨道处理,假如都按圆轨道处理，那么开普勒三大定律应当如何表述?结论：（1）开普勒第确定律:行星绕太阳按轨道运动,太阳处在。（2）开普勒其次定律:行星做运动。（3）开普勒第三定律:全部行星轨道半径的跟它的二次方的比值都相等。说明：天体的运动遵循牛顿运动定律及圆周运动规律，它的运动与一般物体的运动在应用物理规律方面没有区分。5.开普勒第三定律中的k如何理解?它由什么因素打算?依据下表，选择三个行星验证开普勒第三定律,并计算常量k=QUOTE的值。行星平均轨道半径/m周期/s水星5.79×QUOTE7.60×QUOTE金星1.08×QUOTE1.94×QUOTE地球1.49×QUOTE3.16×QUOTE火星2.28×QUOTE5.94×QUOTE木星7.78×QUOTE3.74×QUOTE土星1.43×QUOTE9.30×QUOTE天王星2.87×QUOTE2.66×QUOTE海王星4.50×QUOTE5.20×QUOTE结论：比值k是一个与无关的常量,只跟有关,即由中心天体打算,因此对于绕同一天体运行的行星此比值是。6.开普勒三定律是通过争辩行星运动的规律得出的,那么卫星绕行星运动是否也遵守这些规律呢?假如遵守，该如何表述此规律?结论：。图6-1-13说明：此时的QUOTE=k′中的k′是一个与有关的常量。图6例3飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T,假如飞船要返回地面,可以在轨道上的某一点A处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切,如图6-1-13所示。假如地球半径为QUOTE,求飞船由A点到B点所需的时间。巩固练习1.16世纪，哥白尼依据天文观测的大量资料，经过多年的天文观测和潜心争辩，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点就目前来看存在缺陷的是（）A.宇宙的中心是太阳，全部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，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天穹不转动，由于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，其他恒星离地球都格外遥远，比日地间的距离大得多2.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QUOTE,则过近日点时的速率为（）QUOTE=QUOTE QUOTE=QUOTEQUOTEQUOTE=QUOTE QUOTE=QUOTE