全优课堂·物理·必修第二册(粤教版)·课件 第3章　第1节 认识天体运动

第三章万有引力定律①物理观念：了解开普勒三大定律和万有引力定律的内涵，会计算人造卫星的环绕速度，

知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；能用万有引力定律解释一些天体运动问题．形成与万有引力定律相关的运动与相互作用的观念．②科学思维：能将一些熟悉的天体运动抽象成匀速圆周运动模型；能分析一些简单的天体运动问题，通过推理获得结论；能用与万有引力定律相关的理论解释一些天体运动现象；通过构建模型，利用万有引力与圆周运动的理论知识，推算行星运动的相关参量及中心天体的相关物理量，体会万有引力定律等知识在航天科技中发挥的巨大作用．③科学探究：知道卡文迪许实验的重要性，并能提出问题；能体会卡文迪许扭秤实验方案设计的巧妙之处；能感受到科学定律的预测作用；能认识到测定物理常量在科学研究中的重要性；能与同学交流．④科学态度与责任：能认识发现万有引力定律的过程及重要意义，认识科学定律对人类探索未知世界的作用；知道科学包含大胆的想象和创新；有了解太空、探索太空的兴趣，能为万有引力定律对航天技术发展的巨大贡献而感到振奋．本章重点①开普勒三大定律；②万有引力定律及其应用；③第一宇宙速度；④天体质量及密度的计算；⑤人造卫星的运行．本章难点①天体运行时各物理量与运动半径的关系；②对三个宇宙速度的理解；③人造卫星的变轨；④双星问题．第一节认识天体运动

1.知道天体运动中的“地心说”和“日心说”两种观点.2.理解开普勒三大定律的内容.3.学会应用开普勒定律分析天体运动问题．课前·

自主预习1．地心说认为________是宇宙的中心，是__________的，太阳、月球以及其他星球都绕________运动．代表人物是古希腊天文学家托勒密．2．日心说认为________是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动．代表人物是16世纪波兰天文学家哥白尼．地心说和日心说地球静止不动地球太阳太阳开普勒定律定律内容公式或图示开普勒第一定律(轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是_____，太阳处在椭圆的一个______上

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____________内扫过的__________

椭圆焦点相等的时间面积相等半长轴定律内容公式或图示开普勒第三定律(周期定律)所有行星轨道的________的三次方跟它的__________的二次方的比值都______公式：______＝k，k是一个对所有行星都______的常量公转周期相等相同课堂·

重难探究开普勒定律的理解2．开普勒行星运动定律是总结行星运动的观测结果结合严密的数学推理得到的定律．它们中的每一条都是经验定律．3．开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明开普勒行星运动定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动．例1

(多选)(2023年广州培英中学期中)关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是

(

)A．若图中两阴影部分行星运动时间相等，则右侧面积大于左侧面积B．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【答案】BC变式1

(2024年长沙联考)自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意．智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘，其中德国天文学家开普勒做出了卓绝的贡献，发现了行星运动的三大定律，下列关于这三大定律的说法正确的是 (

)A．太阳系中所有行星的公转周期与行星的轨道半长轴的三次方成正比B．太阳系中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C．木星、地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等D．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心【答案】B应用开普勒定律研究天体运动【答案】A变式2

(2023年肇庆联考)如图所示，“天问一号”从地球飞向火星时的转移轨道又叫霍曼转移轨道．霍曼转移轨道是与火星和地球公转轨道均相切的椭圆轨道，其切点分别为P、Q.已知地球公转周期为T1，火星公转周期为T2，“天问一号”从霍曼转移轨道P点运动到Q点所用时间为t，则

(

)【答案】C1．开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星或其他天体运动．2．将两颗卫星的运动看作圆周运动，应用圆周运动规律和开普勒第三定律相结合，就可以分析此题．小练·

随堂巩固1．下列说法不正确的是

(

)A．托勒密和哥白尼都建立了物理模型来分析行星运动，对后人产生了深远影响B．第谷经过二十年观察，详细记录了行星的位置和时间C．开普勒通过分析第谷的数据，得出了行星运动的规律D．开普勒分析伽利略的实验数据，得出行星运动规律【答案】D【解析】托勒密和哥白尼都建立了物理模型来分析行星运动，对后人产生了深远影响，A不符合题意；第谷经过二十年观察，详细记录了行星的位置和时间，B不符合题意；开普勒通过分析第谷的数据，得出了行星运动的规律，D符合题意，C不符合题意，故选D．2．下列关于行星绕太阳运动的说法，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．离太阳越近的行星的运动周期越长D．所有行星的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等【答案】D【解析】所有行星都沿着不同的椭圆轨道绕太阳运动，A错误；行星绕太阳运动时太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点处，B错误；根据开普勒第三定律可知，离太阳越近的行星的运动周期越短，C错误；根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，D正确．【答案】CD4．(2024年西安期中联考)如图所示，是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是

(

)A．速度最大的点是B点B．速度最小的点是C点C．行星m从A到B做减速运动D．行星m从B到A做减速运动【答案】C【解析】由开普勒第二定律知vAaAM＝vBaBM，又椭圆轨道上aAM最小，aBM最大，故vA最大，vB最小，即“近恒星M的点”处v最大，“远恒星M的点”处v最小，C正确．5．(2024年江门一中学段考)月亮与木星相伴出现在夜空，上演了星月争辉的浪漫天象．关于天体运动，下列说法正确的是 (

)A．木星与月亮均绕地球转动B．地球和木星绕太阳运动的半长轴的立方与周期的平方之比不相同C．月亮绕地球和木星绕太阳的半长轴的立方与周期的平方之比不相同D．木星运行的方向始终与它和太阳的连线垂直【答案】C【解析】木星绕太阳转动，月亮绕地球转动，A错误；地球和木