人教版必修2 6.1 行星的运动 课件(74张)

C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这 些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定 律
【正确解答】选B。开普勒在天文观测数据的基础上, 总结出了行星运动的规律,故A错误,B正确;开普勒只是 总结出了行星运动的规律,并没有找出行星按照这些规 律运动的原因,C错误;牛顿在开普勒的行星运动规律的 基础上,发现了万有引力定律,D错误。
9 球运动的周期为27天,则此卫星的运转周期大约
是( )
A. 1 天 9
B. 1 天 3
C.1天
D.9天
【解析】选C。由于r卫=19 r月,T月=27天,由开普勒
第三定律
r卫3 T卫2
＝可Tr月3月2得，T卫=1天,故选项C正确。
2.已知两个行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们 绕太阳运转轨道的半长轴之比 a1 为 ( )
T2
项D错误。
知识点二 开普勒第三定律的应用 探究导入: 如图是火星冲日年份示意图,观察图中地球、火星的位 置,请思考:
(1)地球和火星,谁的公转周期更长? (2)根据地球的公转周期计算火星的公转周期还需要知 道什么数据?
提示:(1)根据开普勒第三定律,因为火星的轨道半径更大,
所以火星的周期更长。 (2)根据 r3=k,要计算火星周期,除了要知道地球的公转
提示:(1)×。太阳不是宇宙的中心,其他天体也不都绕太 阳运动。 (2)×。太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动。 (3)√。由开普勒一、三定律知,该说法正确。 (4)×。太阳系中所有行星绕太阳运动的轨道平面并不 在同一个平面内,它们的运动平面有略微夹角。 (5)√。由开普勒第三定律知,太阳系中越是远离太阳的 行星,运行周期就越大。
T2 a＝3 kT2 3 3.3541018（76365 243 600）2 m
≈2.68×1012m。
彗星离太阳最远的距离为 2a-8.9×1010m=(2×2.68×1012-8.9×1010)m ≈5.27×1012m。 答案:5.27×1012m
【补偿训练】
1.如图所示,某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动, 其轨道半径为月球绕地球运转半径的 1 ,设月球绕地
【生活链接】 1.地球绕太阳公转,它在四个节气的运动快慢是否相同?
提示:不同。地球在四个节气到太阳的距离不同,根据 开普勒第二定律,它在四个节气的运动快慢不同。
2.神秘的彗星是太阳系中颇具神秘色彩的天体,彗星绕 天体的运动是否遵循开普勒行星运动三定律?
提示:遵循。
知识点一 对开普勒定律的认识 探究导入: 如图所示为地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、 秋分、冬至时地球所在的位置。
【误区警示】开普勒定律的三点注意 (1)开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而 得出的规律,它们都是经验定律。 (2)开普勒第二定律与第三定律的区别:前者揭示的是 同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律,后者 揭示的是不同行星运动快慢的规律。
(3)绕同一中心天体运动的轨道分别为椭圆、圆的
正确。
考查角度2 开普勒第三定律的应用 【典例2】某宇宙飞船进入一个围绕太阳①运行的近似 圆形轨道，如果轨道半径是地球②轨道半径的9倍③，那 么宇宙飞船绕太阳运动的周期是多少年？ 世纪金榜导 学号35684036
【审题关键】
序号 ① ② ③
信息提取 中心天体是太阳 地球绕太阳运动周期是1年 飞船轨道半径与地球轨道半径之比为9
行星运动的速度与它到太阳距离的关系
(1)相同时间内面积:SAB=SCD=SEK。 (2)A到B速度变小,C到D速度变大,E到K速度先 变大,后变小。
3.开普勒第三定律(周期定律): (1)说明了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系, 半长轴的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相 等。半长轴越长的行星,其公转周期越长;反之,其公转 周期越短。
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。
三、行星运动的一般处理方法 行星的轨道与圆十分接近,中学阶段按圆轨道处理, 运动规律可描述为: 1.应用开普勒第一定律:行星绕太阳运动的轨道十分 接近圆,太阳处在_圆__心__。
a2
A. 1B．2C.3 4D. 1
2
34
【解析】选C。由开普勒第三定律知 a3=k,和行星的
T2
质量无关,由
a13 T12
a
3 2
T22
，得
a1 a2
＝3
(
T1 T2
)2＝3
(
2 1
)2＝3
4，
2.应用开普勒第二定律:对某一行星来说,它绕太阳 做圆周运动的角速度(或线速度大小)_不__变__,即行星 做_匀__速__圆__周__运动。 3.应用开普勒第三定律:所有行星_轨__道__半__径__的三次 方跟它的_公__转__周__期__的二次方的比值都相等,表达式 为__Tr_32___k_。
2.天文学家观察哈雷彗星的周期为76年,离太阳最近的 距离为8.9×1010m,试根据开普勒第三定律计算哈雷彗 星离太阳最远的距离。太阳系的开普勒常量k可取 3.354×1018m3/s2。
【解析】彗星离太阳的最近距离和最远距离之和等于
轨道半长轴的2倍,因此,只要求出轨道半长轴即可。 由开普勒第三定律知 a3=k,所以
(3)根据开普勒第三定律
r13 T12
r23 T22
k
列式求解。
【过关训练】 1.(拓展延伸)【典例2】中若另一飞船绕太阳的运动周 期是8年,该飞船离太阳的平均距离是地球公转半径的 多少倍?
【解析】根据开普勒第三定律
a
3
=k,飞船离太阳的
T2
平均距离r船=
3
T T
2船2 =r地4r地。
地
答案:4倍
(2)求半长轴:两颗绕同一中心天体运动的行星或卫星, 知道其中一颗的半长轴(或半径)及它们的周期,可求出 另一颗的半长轴(或半径)。
3.k值:表达式 a3 =k中的常数k,只与中心天体的质量有
T2
关,如研究行星绕太阳运动时,常数k只与太阳的质量有 关,研究卫星绕地球运动时,常数k只与地球的质量有关。
T2
周期,还要知道地球和火星绕太阳公转的轨道半径。
【归纳总结】 1.适用范围:既适用于做椭圆运动的天体,也适用于做 圆周运动的天体;既适用于绕太阳运动的天体,也适用 于绕其他中心天体运动的天体。 2.用途: (1)求周期:两颗绕同一中心天体运动的行星或卫星,知 道其中一颗的周期及它们的半长轴(或半径),可求出另 一颗的周期。
C.人造地球卫星轨道的半长轴越大,周期越大 D.同一卫星绕不同的行星运行, a3 的值都相同
T2
【解析】选A、B、C。根据开普勒第一定律可知选项A
正确;根据开普勒第二定律可知选项B正确;根据开普勒
第三定律可知选项C正确;开普勒第三定律成立的条件 是绕同一中心天体运动的行星或卫星,有 a=3 常量,选
地心说
日心说
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_匀__速__圆__周__运动,但 计算所得的数据和丹麦天文学家_第__谷__的观测 数据不符
二、开普勒行星运动定律 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__。
T2
世纪金榜导学号35684035
A.k与a3成正比
B.k与T2成反比
C.k值是与a和T均无关的值 D.k值只与中心天体有关
【解题探究】 (1)表达式 a3 =k中,_a_、__T_是变量,_k_是常量。
T2
(2)表达式 a3 =k中,k的大小与_中__心__天__体__有关。
T2
【正确解答】选C、D。开普勒第三定律Ta32=k中的常数 k只与中心天体有关,与a和T无关。故A、B错误,C、D
(1)太阳是否在轨道平面的中心?夏至、冬至时地球到 太阳的距离是否相同? (2)一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天?
提示:(1)地球绕太阳运行的轨道是椭圆,太阳位于椭圆的 一个焦点上,不在轨道平面的中心。夏至时,地球在远日 点,冬至时,地球在近日点,到太阳的距离不同。 (2)秋冬两季,地球离太阳比较近,速度较大;春夏两季,地 球离太阳比较远,速度较小。所以,秋冬两季比春夏两季 少几天。
【正确解答】由开普勒第三定律 a3=k得
T2
r
3 船
T
2 船
Tr 所3地地2 ，以宇宙飞船绕太阳运动的周期
T船=
r r
3 船
3 地
T=地27年。
答案:27年
【规律方法】应用开普勒第三定律的步骤
(1)判断两个行星的中心天体是否相同,只有对同一个
中心天体开普勒第三定律才成立。
(2)明确题中给出的周期关系或半径关系。
第六章 万有引力与航天 1.行星的运动
一、两种对立的学说
代表 人物
内容
地心说
托勒密
(1)_地__球__是宇宙的中 心,是静止不动的 (2)太阳、月亮及其 他行星都绕_地__球__运动
日心说
哥白尼
(1)_太__阳__是宇宙的中 心,是静止不动的 (2)地球及其他行星 都围绕_太__阳__运动
局限 性
Baidu Nhomakorabea
天体运动中k值的相关因素
【易错提醒】
(1)行星运行轨道虽是椭圆,但计算时一般按圆周运动
处理。 (2) a3 =k中的常数k仅由中心天体的质量决定,与做圆
T2
周运动天体的质量、运动快慢等因素无关。
【典题通关】
考查角度1 开普勒第三定律的理解
【典例1】(多选)(2017·盐城高一检测)对于开普勒 第三定律的表达式 a3 =k的理解正确的是 ( )
【思考辨析】 (1)太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳 运动。 ( ) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运 动。 ( ) (3)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动,且它们 到太阳的距离各不相同。 ( )
(4)太阳系中所有行星都绕太阳在同一个平面内 运动。 ( ) (5)太阳系中越是远离太阳的行星,运行周期就 越大。 ( )
【解析】选A、D。冬至日前后,地球位于近日点附近, 夏至日前后地球位于远日点附近,由开普勒第二定律可 知近日点速率最大,选项A正确,B错误。春夏两季平均 速率比秋冬两季平均速率小,又因所走路程基本相等, 故春夏两季时间长。春夏两季一般在186天左右,而秋 冬两季只有179天左右,选项C错误,D正确。
2.太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕 太阳运转的周期也不相同。下列反映周期与轨道半径 关系的图象中正确的是 ( )
【解析】选D。由开普勒第三定律知 R3=k,所以
T2
R3=kT2,D正确。
【补偿训练】 (多选)(2017·临沂高一检测)根据开普勒定律,我们可以 推出的正确结论有 ( ) A.人造地球卫星的轨道都是椭圆,地球在椭圆的一个焦 点上 B.人造地球卫星在椭圆轨道上运行时离地球越远,速率 越小
【归纳总结】 1.开普勒第一定律(轨道定律):说明了行星的轨道是椭 圆,各行星的椭圆轨道大小不同,但所有轨道都有一个 共同的焦点,太阳在此焦点上。 2.开普勒第二定律(面积定律):说明了同一行星在不同 位置的运动快慢情况,离太阳越近,行星在相等时间内 经过的弧长越长,即行星的速率越大。所以同一行星在 近日点速度最大,在远日点速度最小。
天体,k值相等,即
r3 T12
a3 T22
k。
【过关训练】 1.(多选)在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一年 分为春、夏、秋、冬四季。如图所示,从地球绕太阳的 运动规律入手,下列判断正确的是 ( )
A.在冬至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 B.在夏至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 C.春夏两季与秋冬两季时间相等 D.春夏两季比秋冬两季时间长
(2)该定律不仅适用于行星,也适用于其他天体。例如, 绕一行星运动的不同卫星。
【易错提醒】 (1)太阳系中八大行星的运动轨道并不共面,但是轨道 平面夹角很小。 (2)太阳系中,不仅行星、彗星等其他绕太阳运行的天 体也遵循开普勒行星运动三定律。
【典题通关】 【典例】(2016·全国卷Ⅲ)关于行星运动的规律,下列说 法符合史实的是 世纪金榜导学号35684034( ) A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动 的规律