物理ⅱ人教新课件6.1万有引力与航天教案

物理物理 人教新课件人教新课件 6 16 1 万有引力与航天教案万有引力与航天教案 第一节第一节 行星的运动行星的运动 学习目标习目标 课标要求 1 认识开普勒行星运动定律 从中体会观察在认识自然 发现规律中的作用 体会科学探 索过程的曲折与艰辛 2 能用开普勒行星运动定律分析一些简单的行星运动问题 重 难点 开普勒三大行星运动定律 巩固基础 1 根据日常的天文知识 地球围绕太阳公转的周期约为 天 地球自转的周期为 小时 月亮围绕地球公转的周期约为 天 2 开普勒行星运动定律不仅适用于行星 也适用于卫星绕行星的运动 研究行星绕太阳的 运动时 开普勒第三定律中的常量 k 与 质量有关 研究月球 人造地球卫星绕地 球运行时 k 与 质量有关 3 在太阳系中 八大行星绕着太阳运行 按照距太阳的距离排列 由近及远依次是 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 如果把这些行星的运动近似为匀速圆 周运动 那么它们绕太阳运动一周所用的时间最长的是 运行角速度最大的是 4 首先总结出行星绕太阳运动规律的天文学家是 A 第谷 B 哥白尼 C 牛顿 D 开普勒 5 关于开普勒行星运动定律 以下说法正确的选项是 A 开普勒定律是根据长期连续不断的 对行星位置观测记录的大量数据 进行计算分析后 获得的结论 B 根据开普勒第二定律 行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中 其速度的大小随行星与 太阳之间距离的变化而变化 距离小时速度小 距离大时速度大 C 行星绕太阳运动的轨道 可以近似看作为圆 即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动 D 开普勒定律 只适用于太阳系 对其他恒星系不适用 行星的卫星 包括人造卫星 绕 行星的运动 是不遵循开普勒定律的 6 关于行星绕太阳运动的以下说法中正确的选项是 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 离太阳越近的行星的运动周期越长 D 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 7 关于开普勒第三定律的公式 以下理解正确的 3 2 k R T A k 是一个与行星无关的常量 B 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R0 周期为 T0 月球绕地球运转轨道的半长轴 为 R 周期为 T 则有 2 3 2 0 3 0 T R T R C T 表示行星运动的自转周期 D T 表示行星运动的公转周期 提升能力提升能力 8 从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行 两行星的轨道均为椭圆 观 察测量到它们的运转周期之比为 8 1 则它们椭圆轨道的半长轴之比为 A 2 1 B 4 1 C 8 1 D 1 4 9 9 八个行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆 各星球半径和轨道半径如下表所示 从表中所列数据可以估算出天王星的公转周期接近于 A 8 年 B 30 年 C 80 年 D 160 年 感悟经典感悟经典 飞船沿半径为R的圆轨道运动 其周期为T 如果飞船要 返回地面 可在轨道上的某一点 A 处减速 将速度降低到适当 的数值 从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动 椭圆与地面的 B 点相切 实现着 陆 如下图 如果地球半径为 R0 求飞船由 A 点运动到 B 点的时间 解析 解析 飞船先后在两个轨道上运动 一次作半径为R的圆周运动 一次是椭圆轨道运动 飞船绕地球的圆轨道又可以看作两个焦点重合在地心的椭圆轨道 从 A 点运动到 B 点的时 间就是飞船在椭圆轨道上运动周期的二分之一 可以利用开普勒第三定律求出飞船在椭圆 轨道运动的周期 进而求出飞船从 A 点到 B 点的运动时间 设飞船的椭圆轨道的半长轴为R1 运动周期为T1 根据开普勒第三定律有 根据几何关系有 行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星 星球半径 106m 2 446 056 373 396 985 282 372 24 轨道半径 1011m 0 5791 081 502 287 7814 328 745 0 解得 所以飞船从 A 点到 B 点所需要的时间为 拓展 拓展 运用开普勒第三定律计算天体的运动时间 一般都要寻找运动时间与天体做椭圆运 动周期的联系 天体运动的轨道半长轴 或轨道半径 则可以通过几何关系与已知长度联 系起来 再用开普勒第三定律建立天体运动的轨道半长轴 或轨道半径 与天体运动周期 联系 求得所需结果 第六章