高中物理 行星的运动

高中物理行星的运动第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四 1．开普勒第一定律：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。 2．开普勒第二定律：对任意一个行星

来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。3．开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。4．中学阶段，所有行星的运动轨道都按圆处理，即行星做匀速圆周运动。第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四1．两种对立的学说内容局限性地心说

是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕

运动都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的

运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家

的观测数据不符日心说

是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕

运动地球地球太阳太阳匀速圆周第谷[自学教材]第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．开普勒行星运动规律(1)所有行星绕太阳运动的轨道都是

，太阳处在

。(2)对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过

的面积，由此可以得出，当行星由近日点向远日点运动时，速度逐渐

。(3)所有行星的轨道的半长轴的

跟它的公转周期的

的比值都

。此比值的大小只与太阳有关，在不同的星系中，此比值是不同的。

椭圆椭圆的一个焦点上相等减小三次方二次方相等第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四[重点诠释]对开普勒行星运动定律的理解图6－1－1第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四(1)从空间分布认识：开普勒第一定律也叫椭圆轨道定律，如图6－1－1所示。第一定律告诉我们，尽管各行星的轨道大小不同，但它们的共同规律是：所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上。否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置。第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四图6－1－2第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四图6－1－3第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四[特别提醒]

开普勒三定律是行星绕太阳运动的总结定律，实践表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球运动、卫星绕木星运动，甚至是人造卫星绕地球运动等。第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四解析：答案：BC第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四[自学教材](1)多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，中学阶段按圆处理，认为太阳处在

。(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)

，即行星做

圆周运动。(3)所有行星轨道

跟它公转周期的

的比值都相等。圆心不变匀速半径三次方平方第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四[重点诠释]第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．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，自转周期越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C．水星的半长轴最短，公转周期最大D．土星离太阳最远，绕太阳运动的公转周期最大第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四答案：B第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四[例1]某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图6－1－4所示，F1、F2是椭圆轨道的两个焦点，太阳在焦点F1上，A、B两点是焦点F1和F2的连线与椭圆轨道的交点。已知A到F1的距离为a，B到F1的距离为b，则行星在A、B两点处的速率之比是多少？[思路点拨]

根据开普勒第二定律：行星和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。图6－1－4第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四1.图6－1－5是行星m绕恒星M运行的示意图，下列说法正确的是 (

) A．速率最大点是B点B．速率最小点是C点C．m从A点运动到B点做减速运动D．m从A点运动到B点做加速运动图6－1－5第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四解析：由开普勒第二定律知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过的面积相等；A点为近地点，速率最大，B点为远地点，速率最小，所以A、B错误；m由A点到B点的过程中，离太阳的距离越来越远，所以m的速率越来越小，故C正确，D错误。答案：C第25页，共33页，2023年，2月20日，星期四[例2]

如图6－1－6所示，飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T，地球半径为R0。若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，飞船由A点到B点所需要的时间。[思路点拨]

分别确定圆形轨道和椭圆轨道的半长轴大小，根据开普勒第三定律求解。图6－1－6第26页，共33页，2023年，2月20日，星期四第27页，共33页，2023年，2月20日，星期四[借题发挥]

对于不同的行星进行比较时，通常用以下方法。(1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒定律才成立。(2)明确题中给出的关系，如周期关系、半径关系等。(3)根据开普勒定律作出判断。第28页，共33页，2023年，2月20日，星期四2．地球到太阳的距离为水星到