第三章萬(wàn)有引力定律①物理觀念：了解開(kāi)普勒三大定律和萬(wàn)有引力定律的內(nèi)涵，會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，

知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；能用萬(wàn)有引力定律解釋一些天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．形成與萬(wàn)有引力定律相關(guān)的運(yùn)動(dòng)與相互作用的觀念．②科學(xué)思維：能將一些熟悉的天體運(yùn)動(dòng)抽象成勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型；能分析一些簡(jiǎn)單的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，通過(guò)推理獲得結(jié)論；能用與萬(wàn)有引力定律相關(guān)的理論解釋一些天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；通過(guò)構(gòu)建模型，利用萬(wàn)有引力與圓周運(yùn)動(dòng)的理論知識(shí)，推算行星運(yùn)動(dòng)的相關(guān)參量及中心天體的相關(guān)物理量，體會(huì)萬(wàn)有引力定律等知識(shí)在航天科技中發(fā)揮的巨大作用．③科學(xué)探究：知道卡文迪許實(shí)驗(yàn)的重要性，并能提出問(wèn)題；能體會(huì)卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的巧妙之處；能感受到科學(xué)定律的預(yù)測(cè)作用；能認(rèn)識(shí)到測(cè)定物理常量在科學(xué)研究中的重要性；能與同學(xué)交流．④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程及重要意義，認(rèn)識(shí)科學(xué)定律對(duì)人類探索未知世界的作用；知道科學(xué)包含大膽的想象和創(chuàng)新；有了解太空、探索太空的興趣，能為萬(wàn)有引力定律對(duì)航天技術(shù)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)而感到振奮．本章重點(diǎn)①開(kāi)普勒三大定律；②萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用；③第一宇宙速度；④天體質(zhì)量及密度的計(jì)算；⑤人造衛(wèi)星的運(yùn)行．本章難點(diǎn)①天體運(yùn)行時(shí)各物理量與運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系；②對(duì)三個(gè)宇宙速度的理解；③人造衛(wèi)星的變軌；④雙星問(wèn)題．第一節(jié)認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)

1.知道天體運(yùn)動(dòng)中的“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”兩種觀點(diǎn).2.理解開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容.3.學(xué)會(huì)應(yīng)用開(kāi)普勒定律分析天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．課前·

自主預(yù)習(xí)1．地心說(shuō)認(rèn)為_(kāi)_______是宇宙的中心，是__________的，太陽(yáng)、月球以及其他星球都繞________運(yùn)動(dòng)．代表人物是古希臘天文學(xué)家托勒密．2．日心說(shuō)認(rèn)為_(kāi)_______是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞________運(yùn)動(dòng)．代表人物是16世紀(jì)波蘭天文學(xué)家哥白尼．地心說(shuō)和日心說(shuō)地球靜止不動(dòng)地球太陽(yáng)太陽(yáng)開(kāi)普勒定律定律內(nèi)容公式或圖示開(kāi)普勒第一定律(軌道定律)所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是_____，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)______上

開(kāi)普勒第二定律(面積定律)對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在____________內(nèi)掃過(guò)的__________

橢圓焦點(diǎn)相等的時(shí)間面積相等半長(zhǎng)軸定律內(nèi)容公式或圖示開(kāi)普勒第三定律(周期定律)所有行星軌道的________的三次方跟它的__________的二次方的比值都______公式：______＝k，k是一個(gè)對(duì)所有行星都______的常量公轉(zhuǎn)周期相等相同課堂·

重難探究開(kāi)普勒定律的理解2．開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律是總結(jié)行星運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)結(jié)果結(jié)合嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理得到的定律．它們中的每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律．3．開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律是對(duì)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的總結(jié)，實(shí)踐表明開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律也適用于其他天體的運(yùn)動(dòng)，如月球繞地球的運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星(或人造衛(wèi)星)繞行星的運(yùn)動(dòng)．例1

(多選)(2023年廣州培英中學(xué)期中)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．若圖中兩陰影部分行星運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則右側(cè)面積大于左側(cè)面積B．所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上【答案】BC變式1

(2024年長(zhǎng)沙聯(lián)考)自遠(yuǎn)古以來(lái)，當(dāng)人們仰望星空時(shí)，天空中壯麗璀璨的景象便吸引了人們的注意．智慧的頭腦開(kāi)始探索星體運(yùn)動(dòng)的奧秘，其中德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒做出了卓絕的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，下列關(guān)于這三大定律的說(shuō)法正確的是 (

)A．太陽(yáng)系中所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方成正比B．太陽(yáng)系中所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比都相等C．木星、地球和太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等D．所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的中心【答案】B應(yīng)用開(kāi)普勒定律研究天體運(yùn)動(dòng)【答案】A變式2

(2023年肇慶聯(lián)考)如圖所示，“天問(wèn)一號(hào)”從地球飛向火星時(shí)的轉(zhuǎn)移軌道又叫霍曼轉(zhuǎn)移軌道．霍曼轉(zhuǎn)移軌道是與火星和地球公轉(zhuǎn)軌道均相切的橢圓軌道，其切點(diǎn)分別為P、Q.已知地球公轉(zhuǎn)周期為T1，火星公轉(zhuǎn)周期為T2，“天問(wèn)一號(hào)”從霍曼轉(zhuǎn)移軌道P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為t，則

(

)【答案】C1．開(kāi)普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星或其他天體運(yùn)動(dòng)．2．將兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看作圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律和開(kāi)普勒第三定律相結(jié)合，就可以分析此題．小練·

隨堂鞏固1．下列說(shuō)法不正確的是

(

)A．托勒密和哥白尼都建立了物理模型來(lái)分析行星運(yùn)動(dòng)，對(duì)后人產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響B(tài)．第谷經(jīng)過(guò)二十年觀察，詳細(xì)記錄了行星的位置和時(shí)間C．開(kāi)普勒通過(guò)分析第谷的數(shù)據(jù)，得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D．開(kāi)普勒分析伽利略的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律【答案】D【解析】托勒密和哥白尼都建立了物理模型來(lái)分析行星運(yùn)動(dòng)，對(duì)后人產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，A不符合題意；第谷經(jīng)過(guò)二十年觀察，詳細(xì)記錄了行星的位置和時(shí)間，B不符合題意；開(kāi)普勒通過(guò)分析第谷的數(shù)據(jù)，得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，D符合題意，C不符合題意，故選D．2．下列關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是 (

)A．所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)B．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)位于行星軌道的中心處C．離太陽(yáng)越近的行星的運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng)D．所有行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等【答案】D【解析】所有行星都沿著不同的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽(yáng)位于行星橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)處，B錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，離太陽(yáng)越近的行星的運(yùn)動(dòng)周期越短，C錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，所有行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等，D正確．【答案】CD4．(2024年西安期中聯(lián)考)如圖所示，是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況的示意圖，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．速度最大的點(diǎn)是B點(diǎn)B．速度最小的點(diǎn)是C點(diǎn)C．行星m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)D．行星m從B到A做減速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】由開(kāi)普勒第二定律知vAaAM＝vBaBM，又橢圓軌道上aAM最小，aBM最大，故vA最大，vB最小，即“近恒星M的點(diǎn)”處v最大，“遠(yuǎn)恒星M的點(diǎn)”處v最小，C正確．5．(2024年江門一中學(xué)段考)月亮與木星相伴出現(xiàn)在夜空，上演了星月?tīng)?zhēng)輝的浪漫天象．關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．木星與月亮均繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)B．地球和木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的立方與周期的平方之比不相同C．月亮繞地球和木星繞太陽(yáng)的半長(zhǎng)軸的立方與周期的平方之比不相同D．木星運(yùn)行的方向始終與它和太陽(yáng)的連線垂直【答案】C【解析】木星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，月亮繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；地球和木