新教材2023高中物理第七章万有引力与宇宙航行7.1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学习目标1.通过史实,了解人类对行星运动规律的认识历程.能说出“日心说”和“地心说”的观点及其局限性.了解人类对行星运动认识过程的曲折性,体会真理来之不易.2.结合开普勒对行星运动规律的研究,会阐述开普勒定律的内容,能用开普勒定律分析一些简单的行星运动问题,知道行星运动轨道在中学阶段可按圆轨道近似处理.认识到科学研究包含大胆的想象和创新,培养探索自然、造福人类的责任意识.1

行星的运动知识点一天体运动的研究历史1.地心说:认为

是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月球以及其他星体都绕

运动.它符合人们的直接经验.2.日心说:认为

是静止不动的,地球和其他行星都绕

.运动,似乎与人们的生活经验不相符合.地球地球太阳太阳知识点二开普勒定律1.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

上.(如图所示)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

相等.(如图所示)椭圆椭圆的一个焦点扫过的面积3.开普勒第三定律.(1)所有行星轨道的

跟它的

.的比都相等.(如图所示)

半长轴的三次方公转周期的二次方

小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动.(

)2.造成太阳每天东升西落的原因是地球每天自西向东自转一周.(

)3.围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的.(

)4.开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(

)5.行星轨道的半长轴越长,行星的周期越长.(

)√×××√探究

开普勒定律问题情境结合图片,体会开普勒定律的发现过程,说说开普勒定律从哪几个方面阐述了行星的运动.答案:开普勒经过数十年的艰苦研究,终于找到了行星运动的规律,从下列三个方面阐述了行星的运动.(1)开普勒第一定律(椭圆定律).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(面积定律).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的面积相等.(3)开普勒第三定律(周期定律).所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等.

过程建构1.开普勒第一定律的理解.开普勒第一定律否定了行星运动的圆形轨道的说法,建立了正确的行星轨道理论,而且准确地给出了太阳的位置.2.开普勒第二定律的理解.根据开普勒第二定律可以推得:当行星离太阳比较近时,行星运行的速度比较大;而离太阳比较远时,行星运行的速度比较小.3.开普勒第三定律的理解.(1)开普勒第三定律揭示了行星公转周期和轨道半长轴的关系,其中的比例常量与行星无关,只与太阳有关.(2)开普勒第三定律具有普遍性,不仅适用于行星围绕太阳的运动,也适用于卫星围绕行星的运动.例如,人造地球卫星的运转、月球绕地球的运转等.比例常量k的大小由各自围绕的中心天体决定.4.对理解开普勒行星运动定律的两点提醒.(1)开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动的总结,实践表明该定律也适用于其他天体的运动.(2)开普勒第二定律与第三定律的区别:前者揭示的是同一行星运动快慢的规律,后者揭示的是不同行星运动快慢的规律.【典例1】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知 (

)A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星或木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D.相等时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案:C解析:太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上,选项A错误.开普勒第二定律告诉我们,当行星离太阳较近的时候,运行的速度较大,而离太阳较远的时候,运行的速度较小,选项B错误.根据开普勒第三定律可知,火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方,选项C正确.相等时间内,火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误.

解析:T是行星公转的周期,不是自转的周期,选项A错误;对于绕太阳运动的所有行星k值相等,绕不同的中心天体运动的k值不同,k值与中心天体有关,选项B正确,选项D错误;开普勒第三定律也适用于卫星绕行星的运动,选项C正确.答案:BC开普勒第三定律的应用(1)首先判断两个行星环绕的中心天体是否相同,只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立.(2)开普勒第三定律对绕同一天体运动的椭圆轨道与圆轨道均适用,圆轨道时半长轴为圆半径.(3)明确题中给出的周期关系或半长轴(半径)关系.(4)根据开普勒第三定律列式求解.课堂评价答案:C1.探索宇宙的奥秘,一直是人类孜孜不倦的追求.下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是(

)A.地球是宇宙的中心,太阳、月球及其他行星都绕地球运动B.太阳是宇宙的中心,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.地心说是正确的,日心说是错误的答案:AB2.(多选)对于开普勒第一定律的理解,下列说法正确的是(

)A.太阳系中的所有行星有一个共同的轨道焦点B.行星的运动方向总是沿轨道的切线方向C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D.日心说的说法是正确的3.(2022·广东江门)对于开普勒定律的理解,下列说法不正确的是

()A.开普勒根据第谷对行星的观测数据,总结得出了开普勒三定律B.行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比C.行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上D.行星距离太阳越近,其运动速度越大,距离太阳越远,其运动速度越小答案:B4.如图所示,火星和地球都在围绕太阳运转,其运行轨道都是椭圆,根据开普勒行星运动定律可知 (

)A.火星绕太阳运动过程中,速率不变B.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长C.地球靠近太阳的过程中,运行速率将减小D.火星远离太阳的过程中,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大答案:BA.绕太阳运动的角速度不变B.近日点处线速度小于远日点处线速度C.近日点处线速度等于远日点处线速度D.其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之