第七章萬有引力與宇宙航行7.1行星的運動自遠古以來，當人們仰望星空時，天空中壯麗璀璨的景象便吸引了他們的注意。智慧的頭腦開始探索星體運動的奧秘。到了17世紀，牛頓以他偉大的工作把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功地解釋了天體運行的規(guī)律。時至今日，上千顆人造地球衛(wèi)星正在按照萬有引力定律為它們“設(shè)定”的軌道繞地球運轉(zhuǎn)著。牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律取得了如此輝煌的成就，以至于阿波羅8號從月球返航的途中，當?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l在駕駛”的時候，宇航員回答：“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛。1.了解地心說和日心說,了解人類認識行星運動規(guī)律過程的曲折性,感悟真理來之不易。2.知道開普勒行星運動定律的內(nèi)容,知道在中學階段研究行星運動時的近似處理。3.能用開普勒行星運動定律分析一些簡單的行星運動問題。學科素養(yǎng)與目標1.不同行星都在各自的軌道上繞太陽運行，行星運行的軌道有怎樣的特點？2.行星繞太陽運行的周期與距離太陽的遠近是否存在某種關(guān)系？問題？遠古學說天圓地方地心說日心說阿里斯塔克以太陽為中心亞里士多德地球外面有九重天幕天如雞子地如雞中黃地心說代表人物：托勒密優(yōu)勢：符合人們的日常經(jīng)驗，也符合宗教神學關(guān)于地球是宇宙中心的說法。

主要觀點：地球靜止不動，是宇宙的中心，太陽和月亮以及其他行星繞地球勻速圓周轉(zhuǎn)動。地心說的困難典型問題：行星的逆行解決方法：引入本輪，均輪，偏心等距點等概念進一步的問題：理論過于復雜【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦日心說代表人物：哥白尼《天體運行論》主要觀點：太陽是宇宙的中心，地球和其他行星繞太陽做勻速圓周運動。優(yōu)勢：解釋天體運行的理論更完美更簡潔，更符合觀測結(jié)果【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動．根據(jù)開普勒第三定律，可得解得TB＝8TA＝24h．故選B.能用開普勒行星運動定律分析一些簡單的行星運動問題。開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動．根據(jù)開普勒第三定律，可得解得TB＝8TA＝24h．故選B.牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律取得了如此輝煌的成就，以至于阿波羅8號從月球返航的途中，當?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l在駕駛”的時候，宇航員回答：“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛?！久Ｕn堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦(多選)已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地球運行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到該衛(wèi)星掠過其正上方．假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心距離為r2，如圖所示．設(shè)衛(wèi)星由A到B(只經(jīng)B點一次)運行的時間為t，地球的自轉(zhuǎn)周期為T0.牛頓【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心?！久Ｕn堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦在天文學上，春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季，如圖所示，從地球繞太陽的運動規(guī)律入手，下列判斷正確的是()牛頓【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦不同行星軌道不同，太陽在這些橢圓軌道的共同焦點上1天 D.不同行星都在各自的軌道上繞太陽運行，行星運行的軌道有怎樣的特點？【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦飛船由A點到B點的時間【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦行星繞太陽做勻速圓周運動【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦太陽系八大行星軌道示意圖第谷：肉眼觀星最精確的人改進測量儀器和測量手段，減小測量誤差堅持用地心說解釋觀測數(shù)據(jù)第谷（丹麥）把天體位置測量的誤差由10′減少到2′【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦德國天文學家開普勒的探索花費十幾年時間整理第谷的數(shù)據(jù)在這期間，伽利略發(fā)明了望遠鏡以日心說為基礎(chǔ)，試圖用數(shù)學方法得出行星運動的一般規(guī)律【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦開普勒面臨的第一個問題根據(jù)圓周運動軌道計算出的結(jié)果與第谷的觀測數(shù)據(jù)有8′的偏差結(jié)論：行星繞太陽做圓周運動的模型是錯誤的問題：圓周運動軌道和第谷的觀測數(shù)據(jù)哪個才是準確的？【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦一、開普勒定律1.開普勒第一定律（軌道定律）所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。

太陽不同行星軌道不同，太陽在這些橢圓軌道的共同焦點上【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦繪制橢圓以用一條細繩和兩只圖釘來畫橢圓。如圖7.1-1，把白紙鋪在木板上，然后按上圖釘。把細繩的兩端系在圖釘上，用一支鉛筆緊貼著細繩滑動，使繩始終保持張緊狀態(tài)。鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫作橢圓的焦點。保持繩長不變，當兩焦點不斷靠近時，橢圓形狀如何變化?焦點重合時，半長軸轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁?【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦2.開普勒第二定律：（面積定律）對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等當行星離太陽比較近時，運動速度比較大，而離太陽比較遠時速度比較??；在近日點速度最大，遠日點速度最小【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦３．開普勒第三定律（周期定律）所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．a(chǎn)FF地球注意：比值k是與行星無關(guān)而只與太陽有關(guān)的恒量．以地球和火星為例：【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據(jù)開普勒定律可知(

)A.太陽位于木星運行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方D.相同時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積C【針對訓練1】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦如圖所示是行星m繞恒星M運動情況的示意圖,下列說法正確的是(

)A.速度最大點是B點B.速度最小點是C點C.m從A到B做減速運動D.m從B到A做減速運動解析:由開普勒第二定律可知,近日點時行星運動速度最大,因此A、B錯誤;行星由A向B運動的過程中,其速度減小,故C正確,D錯誤。答案:C【針對訓練2】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦如圖所示,某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,其軌道半徑為月球繞地球運轉(zhuǎn)半徑的,設(shè)月球繞地球運動的周期為27天,則此衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期大約是(

)C.1天 D.9天答案:C【針對訓練3】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦1.行星繞太陽運動的軌道十分接近圓，太陽處在圓心。2.行星繞太陽做勻速圓周運動3.所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即:二、高中階段對行星運動的近似化處理【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦4.開普勒三定律適用于所有繞中心天體運行的星系，但不同星系的k值不同以地球繞太陽運動為例以月球繞地球運動為例【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦太陽系八大行星軌道示意圖【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦解析人造衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運動，A衛(wèi)星的運行周期為3h，A的軌道半徑為B的軌道半徑的1/4，則B衛(wèi)星的運行周期大約是()A．12hB．24hC．36hD．48h開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動．根據(jù)開普勒第三定律，可得解得TB＝8TA＝24h．故選B.B【針對訓練4】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦(多選)如圖所示為哈雷彗星的軌道示意圖，A點和B點分別為其軌道的近日點和遠日點，則關(guān)于哈雷彗星的運動，下列判斷中正確的是()A．在A點的線速度大于在B點的線速度B．在A點的角速度小于在B點的角速度C．在A點的向心加速度等于在B點的向心加速度D．哈雷彗星的公轉(zhuǎn)周期一定大于1年AD【針對訓練5】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦在天文學上，春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季，如圖所示，從地球繞太陽的運動規(guī)律入手，下列判斷正確的是()A．在冬至日前后，地球繞太陽的運行速率較小B．在夏至日前后，地球繞太陽的運行速率較大C．春夏兩季與秋冬兩季時間相等D．春夏兩季比秋冬兩季時間長D【針對訓練6】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動．根據(jù)開普勒第三定律，可得解得TB＝8TA＝24h．故選B.【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律取得了如此輝煌的成就，以至于阿波羅8號從月球返航的途中，當?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l在駕駛”的時候，宇航員回答：“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛?！久Ｕn堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦知道開普勒行星運動定律的內(nèi)容,知道在中學階段研究行星運動時的近似處理。智慧的頭腦開始探索星體運動的奧秘。在天文學上，春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季，如圖所示，從地球繞太陽的運動規(guī)律入手，下列判斷正確的是()根據(jù)圓周運動軌道計算出的結(jié)果與第谷的觀測數(shù)據(jù)有8′的偏差【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦赤道上某城市的人每三天恰好五次看到該衛(wèi)星掠過其正上方，可知三天內(nèi)衛(wèi)星轉(zhuǎn)了8圈，則有3T0=8T，解得，故A錯誤，B正確；牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律取得了如此輝煌的成就，以至于阿波羅8號從月球返航的途中，當?shù)孛婵刂浦行膯柤啊笆钦l在駕駛”的時候，宇航員回答：“我想現(xiàn)在是牛頓在駕駛。注意：比值k是與行星無關(guān)而只與太陽有關(guān)的恒量．【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦優(yōu)勢：解釋天體運行的理論更完美更簡潔，更符合觀測結(jié)果不計空氣阻力．則()【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦D．春夏兩季比秋冬兩季時間長了解地心說和日心說,了解人類認識行星運動規(guī)律過程的曲折性,感悟真理來之不易。行星繞太陽做勻速圓周運動飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動，其周期為T，地球半徑為R0，若飛船要返回地面，可在軌道上某點A處將速率

降到適當?shù)臄?shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓與地球表面在B點相切，求飛船由A點到B點所需要的時間？解：飛船繞橢圓軌道運行的半長軸為根據(jù)開普勒第三定律得飛船由A點到B點的時間【針對訓練7】【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦【名校課堂】獲獎PPT-高中物理人教版《行星的運動》PPT說課稿（最新版本）推薦解析(多選)已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地球運行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到該衛(wèi)星掠過其正上方．假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心距離為r2，如圖所示．設(shè)衛(wèi)星由A到B(只經(jīng)B點一