人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天1. 行星的运动习题.doc

网络课堂（人教版）教案 高一物理第七章 万有引力与航天第一节 行星的运动“地心说”占领统治地位时间较长的原因是由于它比较符合人们的日常经验，如：太阳从东边升起，从西边落下；同时它也符合当时在政治上占统治地位的宗教神学观点.由于“日心说”最终战胜了“地心说”，虽然“地心说”符合人们的经验，但它还是错误的.进而说明“眼见为实”的说法并非绝对正确.例如：我们乘车时观察到树木在向后运动，而事实上并没有动(相对于地面).“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实.例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的.那么，每天的情况就应是相同的，而事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同.而“日心说”则能说明这种情况：白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。从目前科研结果和我们所掌握的知识来看，“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的.“日心说”只是与“地心说”相比更准确一些罢了。1.在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；代表人物是亚里士多德和托勒密。“日心说”认为太阳是宇宙的中心，地球以及其他行星都在绕太阳运动。代表人物是哥白尼，他在天体运行论一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。2. 开普勒行星运动第一定律：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。开普勒行星运动第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。开普勒行星运动第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：，比值k是一个与行星无关的常量。例1 关于行星的运动以下说法正确的是（ ）A行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长【解析】 由开普勒第三定律可知，a越大，T越大，故BD正确，C错误；式中的T是公转周期而非自转周期，故A错。答案：BD例2 如图7-1-1，行星绕太阳的运行轨道为椭圆，近地点A到太阳的距离为a，远日点B到太阳的距离为b，求行星在A、B两点的速率之比。【解析】以近地点和远地点为中心，取一个同样的极短的时间间隔t，由开普勒第二定律可知，在这个时间t内，卫星和地心的连线扫过的面积相等，如图7-1-1所示设卫星在近地点和远地点的速率分别为v1和v2，并把卫星在这极短时间t内的运动看成匀速率运动由于 ，因这两个扇形面积相等：所以：v1：v2=b:a例3 已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。则木星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的 倍。思维入门指导： 木星和地球均为绕太阳运行的行星，可利用开普勒第三定律直接求解。本题考查开普勒第三定律的应用。【解析】由开普勒第三定律可知：对地球： ， 对木星所以点拨：在利用开普勒第三定律解题时，应注意它们的比值中的k是一个与行星运动无关的常量。例4 已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何？思维入门指导：行星的运动为曲线运动，因此本节知识常常和曲线运动知识相综合。【解析】由于地球在远离太阳运动的过程中，其速率减小，据牛顿第二定律有，由开普勒第二定律知，地球在远离太阳运动的过程中角速度（单位时间内地球与太阳的连线扫过的角度）也减小，故向心力F减小。若此向心力突然消失，则地球将沿轨道的切线方向做离心运动。点拨：地球绕太阳的运动虽然并非匀速圆周运动，但向心力公式仍适用。任一时刻，地球的速度方向均沿椭圆的切线方向。【课内巩固】1. 根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的( )A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同 C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同 D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等 2银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期为27：1，则它们的轨道半长轴比是（ ）A. 3：1 B. 9：1 C. 27：1 D. 1：93下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( ) A.所有的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，太阳在椭圆的一个焦点上C.行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大D.离太阳越远的行星，公转周期越长4下列说法正确的是（ ） A地球是宇宙的中心，太阳、月亮和其他行星都绕地球运动 B太阳静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动 C地球是绕太阳运动的一颗行星 D日心说和地心说都是错误的 【课外提高】1两个质量分别是m1和m2的行星，它们绕太阳运行的轨道半径分别等于，则它们运行周期的比等于（ ） A B. C. D. 2. 我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离为R2，则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为（ ） A B. C. D. 3下面关于丹麦天文学家第谷，对行星的位置进行观察所记录的数据，说法正确的是 ( ) A这些数据在测量记录时误差相当大 B这些数据说明太阳绕地球运动 C这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合D这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合4某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的13，则此卫星运行的周期大约是 ( ) A14天之间 B48天之间 C816天之间D1620天之间5关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 ( ) 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离太阳越近的行星运动周期越长 D所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等6太阳系的行星与太阳之间的平均距离越大，它绕太阳公转一周所用的时间 ( ) A越长 B越短 C相等 D无法判断7关于开普勒行星运动定律的公式，下列说法正确的是（ ） Ak是一个与行星无关的量 B若地球绕太阳运转的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运转的半长轴为R1，周期为T1，则。 CT表示行星的自转周期 DT表示行星的公转周期8木星绕