1、第三章 万有引力定律第 1 节 天体运动导学目标 1.了解地心说和日心说的基本内容.2.知道描述行星运动的规律开普勒三定律.3.知道人们对行星运动的认识过程是漫长的，了解观察对天体正确认识的重要性.4.了解处理行星运动问题的基本思路1太阳系有八大行星行星围绕_转，卫星围绕_转，月球围绕_转2地球绕太阳公转周期为_，月球绕地球转动周期为_天3椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和_.一、地心说与日心说问题情境 1人类最初通过直接的感性认识建立了“地心说” ， “地心说”的最先倡导者是古希腊的哲学家亚里士多德假设你是两千三百多年前的亚里士多德，根据直接的感性认识，会对地球
2、、太阳、行星的运动持有什么观点？2哥伦布和麦哲伦的探险航行已经使不少人相信地球并不是一个平台，而是一个球体哥白尼就开始推测是不是地球每天围绕自己的轴线旋转一周呢？他假想地球并不是宇宙的中心，它与其他行星都围绕着太阳做匀速圆周运动，这个模型叫“日心说” “日心说”的内容是什么呢？问题延伸哥白尼的“日心说”提出后，他的思想及其著作几乎在一个世纪中完全被人们所忽视，主要原因是什么呢？即学即用1下列说法都是“日心说”的观点，现在看来其中正确的是( )A宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运
3、动C天体不动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象D与日地距离相比，恒星离地球十分遥远，比日地间距离大得多二、开普勒行星运动定律要点提炼 1开普勒三定律(1)第一定律(又称轨道定律 )：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在所有椭圆的一个_上如图 1 所示图 1(2)第二定律(又称面积定律 )：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过_的面积如图 2 所示图 2(3)第三定律(又称周期定律 )：行星轨道半长轴的_与公转周期的_的比值是_，即 k.其中 r 代表椭圆轨道的半长轴， T 代表公转周期，k 是一个与行星r3T2无关的常量2对定律的理解(1)开普勒定律不仅适用于行星
4、绕太阳的转动，也适用于_ 的转动(2)由第二定律知：当离太阳比较近时，行星运行的速度_ ，而离太阳较远时，速度_(3)在开普勒第三定律中，所有行星绕太阳转动的 k 值均相同；但对不同的天体系统 k值_k 值的大小由系统的_决定图 3例 1 如图 3 所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为 a，近日点离太阳的距离为 b，过远日点时行星的速率为 va，则过近日点时的速率为( )Av b va Bv b vaba abCv b va Dv b vaab ba例 2 有一行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的 8 倍，则该行星绕太阳公转的周期是多少年？即学即用2对于开普勒第三定律的表达
5、式 k 的理解正确的是( )r3T2Ak 与 r3 成正比Bk 与 T2 成反比Ck 值是与 r 和 T 无关的值Dk 值只与中心天体有关3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，公转周期最长D海王星离太阳“最远” ，绕太阳运动的公转周期最长4宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的 9 倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是( )A3 年 B9 年 C27 年 D81 年第三章 万有引力定律第 1 节 天体运动课前准备区1太阳 行星 地球2一年 273相等课堂活动区核心知识探究一、
6、问题情境 1太阳围绕地球转；地球位于宇宙的中心，太阳、月亮和其他行星都在一些以地球为中心的同心球壳中运行2宇宙的中心是太阳地球和其他行星绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮环绕地球运行由于地球的自转，我们看到了太阳、月亮和众星每天自东向西的运动问题延伸(1)在他的著作中， “日心说”仅是一个“假设” (2)当时的欧洲正处于基督教改革和反改革的骚乱中，一个人的科学见解可能会成为判断其是否真诚的试金石(3)在哥白尼的著作中有一些很不精确的数据，根据这些数据得出的计算结果不能很好地与行星位置的观测结果相符合；(4)最后，甚至连哥白尼本人也认为必须把托勒密的“本轮 ”思想引进他的模型中即学即用1D A 是“
7、日心说”的观点，但现在看来是不正确的，太阳不是宇宙中心，只是太阳系的中心天体，行星做的也不是匀速圆周运动，A 错恒星是宇宙中的主要天体，宇宙中可观察到的恒星有 1012 颗，太阳是离我们最近的一颗恒星，所有的恒星都在宇宙中高速运动着，C 错月亮绕地球运动的轨道也不是圆， B 错 二、要点提炼 1(1)椭圆 焦点 (2) 相等 (3) 三次方 二次方 一个常量2(1)卫星绕地球 (2) 比较快 比较慢 (3) 不相同 中心天体例 1 C 若行星从轨道的 A 点经足够短的时间 t 运动到 A点则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形，其面积 SA ；若行星从轨道的 B 点也经时间 t 运动到 B点，av
8、at2则与太阳的连线扫过的面积 SB ；根据开普勒第二定律，得 ，即bvbt2 avat2 bvbt2vb va，故 C 正确ab例 2 22.6解析 根据开普勒第三定律，行星的运行半径 r 与其周期 T 的关系为kr3T2同理，地球的运行半径 与其周期 T(1 年) 的关系为r8k(r8)3T 2联立式解得T 16 T22.6( 年)83T 2 2即学即用2CD 开普勒第三定律 k 中的常数 k 只与中心天体有关，与其他天体或是 r 和r3T2T 无关故 A、B 错误，C、 D 正确3BD 根据开普勒第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常量，即 r3/T2k.所以行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大；行星轨道的半长轴越短，公转周期就越小，特别注意公转与自转的区别，例如，地球的公转周期为一年，而地球的自转周期为一天4C 由开普勒第三定律 得 T2( ) T19 1(年) 27(年)，故 C 项正确R31T21 R32T2 R2R132 32
