第六章萬有引力與航天§6.1行星的運(yùn)動(dòng)一、【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道地心說和日心說的基本內(nèi)容．2．知道所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．3．知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)．4．理解人們對行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的．二、【重點(diǎn)難點(diǎn)】1．理解和掌握開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識行星的運(yùn)動(dòng)．學(xué)好本節(jié)有利于對宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識，掌握人類認(rèn)識自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)．2．對開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識．三、【課前預(yù)習(xí)】地心說與日心說地心說認(rèn)為地球是____________，太陽月球及其他星體均繞_______運(yùn)動(dòng)，后經(jīng)人們觀察是錯(cuò)誤的。日心說認(rèn)為太陽是____________，地球和其他星體都繞________運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上，太陽并非宇宙中心。開普勒第一定律所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是_________，太陽處在________的一個(gè)_______上。開普勒第三定律對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的____________相等。開普勒第三定律所有行星軌道半長軸的_________跟它的公轉(zhuǎn)周期的________比值都相等。四、【課堂導(dǎo)學(xué)】一、開普勒定律規(guī)律的發(fā)現(xiàn)：開普勒根據(jù)丹麥天文學(xué)家___________對行星的觀測記錄，研究了大量數(shù)據(jù)，得出了三個(gè)定律。規(guī)律的理解：（1）開普勒第一定律打破了“地心說”觀念，它的確切描述是什么？（2）行星運(yùn)動(dòng)過程中，在軌道上的不同點(diǎn)上運(yùn)行得一樣快嗎？開普勒第二定律是怎樣描述的？（3）開普勒第三定律說明了在不同軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，周期是不同的，該定律如何描述？開普勒定律不僅適用于行星，也適用于繞行星運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星。二、太陽系中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)：（1）各行星排列順序如何？離太陽遠(yuǎn)近如何？（2）它們沿軌道的運(yùn)動(dòng)多可看作什么運(yùn)動(dòng)？規(guī)律的理解：若按圓軌道處理，行星的運(yùn)動(dòng)可總結(jié)出怎樣的規(guī)律？第一點(diǎn)：第二點(diǎn)：第三點(diǎn)：以上三條只是對行星運(yùn)動(dòng)的近似處理，并非行星運(yùn)動(dòng)的真實(shí)規(guī)律。典例1關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的下列說法中正確的是（）A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)B.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽位于行星軌道的中心處C.離太陽越近的行星的運(yùn)動(dòng)周期越長D.所有行星的軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等遷移應(yīng)用1下列說法中正確的是（）A.“地心說”是錯(cuò)誤的，“日心說”是對的，太陽是宇宙的中心B.太陽也在繞銀河系轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是絕對的，靜止是相對的C.月球繞地球的運(yùn)行軌道也是橢圓軌道，可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.由開普勒定律可知，各行星都有近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)，且在近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得慢典例2海王星離太陽的距離是地球離太陽距離的n倍，那么海王星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期是多少？（海王星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道可視為圓形軌道）遷移應(yīng)用2如圖6－1所示，在某行星的軌道上有a、b、c、d四個(gè)對稱點(diǎn)，若行星運(yùn)動(dòng)周期為T，則行星（）·adcb太陽圖6－1A.從a到·adcb太陽圖6－1B.從d經(jīng)a到b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于從b經(jīng)c到d的時(shí)間C.從a到b的時(shí)間D.從c到d的時(shí)間五、【本課小結(jié)】1.行星運(yùn)動(dòng)軌道實(shí)質(zhì)是橢圓，但可近似認(rèn)為是圓周運(yùn)動(dòng)，可用勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析。2.開普勒三個(gè)定律也適用于其他星系的運(yùn)動(dòng)分析，對月球和衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)也是適用的，但第三定律中的比值k是不同的.六、【課堂反饋】（一）課堂練習(xí)1.下列說法正確的是（）A.太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn) B.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向C.行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直 D.日心說的說法是正確的2.飛船進(jìn)入正常軌道后，因特殊情況而降低了軌道高度，那么飛船的線速度和周期分別將（）A.增大，減小 B.減小，增大 C.增大，增大 D.減小，減小3.關(guān)于開普勒第三定律，以下理解正確的是（）A.k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量B.若地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R1，周期為T1，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R2，周期為T2，則C.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D.T表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期4.2022年7月4日，美國宇航局的“深度撞擊”計(jì)劃在距離地球1.3億千米處實(shí)施，上演了一幕“炮打彗星”的景象，目標(biāo)是“坦普爾一號”彗星。假設(shè)“坦普爾一號”彗星繞太陽運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其軌道周期為5.74年，則關(guān)于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是（）A.繞太陽運(yùn)動(dòng)的角速度不變B.近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)處線速度C.近日點(diǎn)處線速度等于遠(yuǎn)地點(diǎn)處線速度D.其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)5.把火星和地球繞太陽運(yùn)行的軌道視為圓周，由火星和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比可求得（）A.火星和地球的質(zhì)量之比B.火星和太陽的質(zhì)量之比C.火星和地球到太陽的距離之比D.火星和地球繞太陽運(yùn)行速度之比AF1F2BAF1F2B圖6－2A.A點(diǎn)B.F1點(diǎn)C.F2點(diǎn)D.B點(diǎn)7.某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，近日點(diǎn)離太陽的距離為a，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為b，過近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)的速率為（）A.B. C. D.8.有兩顆行星圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，它們的運(yùn)動(dòng)周期之比為27:1，則它們的軌道半徑之比為（）A.1:27B.9:1C.27:1D.1:9（二）高考鏈接9.關(guān)于公式＝k，下列說法中正確的是（）A.公式只適用于圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星B.公式只適用于太陽系中的行星和衛(wèi)星C.公式適用于宇宙中所有圍繞星球運(yùn)動(dòng)的行星和衛(wèi)星D.公式也適用于人類發(fā)射的繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星10.飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，如圖6－3所示，其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道上某一點(diǎn)A處降速率降低到適量數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)行，橢圓和地球表面相切于B點(diǎn)，設(shè)地球半徑為R0，問飛船從A點(diǎn)返回到地面上B點(diǎn)所需時(shí)間為多少？BBAR0R圖6－3七、【課后作業(yè)】1．關(guān)于地球和太陽，下列說法中正確的是（）A．地球是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的B．太陽總是從東面升起，從西面落下，所以太陽圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)C．由于地心說符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，所以地心說是正確的D．地球是圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的2．關(guān)于公式等，下列說法中正確的是（）A．公式只適用于圍繞太陽運(yùn)行的行星B．公式只適用于太陽系中的行星或衛(wèi)星C．公式適用于宇宙中所有圍繞星球運(yùn)行的行星或衛(wèi)星D．—般計(jì)算中，可以把行星或衛(wèi)星的軌道看成圓，R只是這個(gè)圓的半徑3．關(guān)于公式中的常量k，下列說法中正確的是()A．對于所有星球的行星或衛(wèi)星，k值都相等B．不同星球的行星或衛(wèi)星，k值不相等C：k值是一個(gè)與星球無關(guān)的常量D．k值是—個(gè)與星球有關(guān)的常量4．銀河系中有兩顆行星繞某恒星運(yùn)行，從天文望遠(yuǎn)鏡中觀察到它們的運(yùn)轉(zhuǎn)周期之比為8：1，則(1)它們的軌道半徑的比為()A．2：1B．4：1C．8：1D．1：4(2)兩行星的公轉(zhuǎn)速度之比為()A．1：2B．2：1C．1：4D．4：15．A、Bj兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比為l：2，軌道半徑之比為2：1，則它們的運(yùn)行周期之比為()A．1：2B．1：4C．2：1D．4：16、下列關(guān)于開普勒對于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識的說法正確的是()A、所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓B、所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓C、所有行星的軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道的半徑成正比7、兩顆行星的質(zhì)量分別為，繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸分別為，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為（）A、B、C、D、無法確定8、古人認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)是最完美和諧的運(yùn)動(dòng)，后來發(fā)現(xiàn)，所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是，太陽處在位置上。9.地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑是1.5×1011，周期為365天，月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半長軸為2.8×108m，周期為27.3天