江苏专版2023-2024学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动课件新人教版必修第二册

第七章

万有引力与宇宙航行1

行星的运动1教材预习·必备知识全过关2核心要点·能力素养全提升3分层作业学习目标学科核心素养1.了解地心说和日心说，知道开普勒行星运动三定律的内容。2.掌握行星运动定律并能应用定律解决问题。3.了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易。物理观念：开普勒运动定律中包含的运动观念（运动观念形成）。科学思维：地心说、日心说的成功之处与不足，椭圆轨道模型的构建。01教材预习·必备知识全过关一、地心说与日心说1.地心说______是宇宙的中心，是__________的，太阳、月球以及其他星体都绕_____运动。2.日心说______是静止不动的，地球和其他行星都绕______运动。3.局限性：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______________，而与丹麦天文学家______的观测数据不符。地球静止不动地球太阳太阳匀速圆周运动第谷二、开普勒三定律定律内容图示或公式开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在______的一个______上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______内扫过的______相等椭圆椭圆焦点时间面积定律内容图示或公式开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的__________的二次方的比都相等

公转周期续表三、行星运动的近似处理行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。这样就可以说：1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在______；2.行星绕太阳做__________运动；

圆心匀速圆周

比值都相等02核心要点·能力素养全提升要点一

对开普勒定律的理解定律认识角度理解开普勒第一定律空间分布的认识各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳在所有轨道的一个共同焦点上不同行星的轨道是不同的，可能相差很大开普勒第二定律对速度大小的认识行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小近日点速度最大，远日点速度最小开普勒第三定律对周期长短的认识椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体定律认识角度理解开普勒第三定律对周期长短的认识例题1

地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法正确的是(

)

BA.地球位于月球运行轨道的中心B.地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度C.地球与月球公转周期平方之比等于它们轨道半长轴立方之比D.相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积续表[解析]

根据开普勒第一定律知，地球位于月球椭圆轨道的一个焦点上，A错误；根据开普勒第二定律，地球和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度，B正确；根据开普勒第三定律知，所有行星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，但地球与月球不是绕同一个星球运动，不满足这一结论，C错误；根据开普勒第二定律知，对任意一个行星而言，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等，但地球与月球不是绕同一个星球运动，不满足这一结论，D错误。

C

B错误；由开普勒第三定律知，月球绕地球运动的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方成正比，故C正确，D错误。要点二

开普勒定律的应用1.当比较一个行星在椭圆轨道不同位置的速度大小时，选用开普勒第二定律。2.开普勒第三定律的应用知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了行星绕太阳运行的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。例如知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴。反之，知道了彗星的半长轴也可以求出彗星的周期。

4.由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中我们可以按圆轨道处理，且把行星绕太阳的运动看作是匀速圆周运动。例题2

[2022江苏南京模拟预测]太阳系八大行星绕太阳运行的轨道可粗略地视为圆，表格是各行星的轨道半径，从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近(

)

行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星0.5791.081.502.287.7814.328.745.0CA.80年

B.120年

C.165年

D.200年

对点演练2

[2022江苏镇江高三开学考试]北京冬奥会开幕式二十四节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，地球运行速度最小的节气是(

)

BA.春分

B.夏至

C.秋分

D.冬至[解析]

根据开普勒第二定律知，对绕太阳的每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，即地球在近日点的速度最大，远日点的速度最小，即地球运行速度最小的节气是在夏至。故选B。

AA.8年

B.6年

C.4年

D.2年

B

03分层作业A级

必备知识基础练一、对开普勒定律的理解1.[2022江苏盐城期中]关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是(

)

B

2.[2022江苏南京月考]关于开普勒行星运动定律，下列理解错误的是(

)

B

二、开普勒定律的应用

A

4.木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为(

)

BA.2天文单位

B.5.2天文单位

C.10天文单位

D.12天文单位5.[2023江苏徐州练习]1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”。若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地C

B级

关键能力提升练

C

C

C

AA.2次

B.3次

C.4次

D.5次10.[2022江苏无锡期中]木星是太阳系中最大的行星，当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“木星冲日”，2022年9月27日出现了一次“木星冲日”。已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍。则下一次的“木星冲日”时间在(

)

AA.2023年

B.2024年

C.2033年

D.2034年

B

12.[2022江苏扬州期中]地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线，这种现象称作“日凌”。202