2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动课件新人教版必修2
第七章万有引力与宇宙航行练习及答案
第七章 万有引力与宇宙航行第1节 行星的运动1．将冥王星和土星绕太阳的运动都看做匀速圆周运动。
已知冥王星绕太阳的公转周期约是土星绕太阳公转周期的8倍。
那么冥王星和土星绕太阳运行的轨道半径之比约为 A ．2∶1 B ．4∶1C ．8∶1D ．16∶1【答案】B【解析】开普勒第三定律：所有行星绕太阳运行的半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即33122212R R T T =，已知12:8T T =得到313264R R =，整理得到124R R =，答案B 正确。
2．火星探测器沿火星近地圆轨道飞行，其周期和相应的轨道半径分别为T 0和R 0，火星的一颗卫星在其圆轨道上的周期和相应的轨道半径分别为T 和R ，则下列关系正确的是 A ．003lg()lg()2T RT R = B ．00lg()2lg()R TT R = C ．003lg()lg()2RT T R= D ．00lg()2lg()R TT R= 【答案】A【解析】根据开普勒第三定律：330220 R R K T T＝＝ ，则：323200 R T R T =，所以它们的对数关系可以表达为：0032T Rlg lg T R =（）（）．故A 正确，BCD 错误，故选A 。
3．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ） 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跟公转周期的二次方的比值都相等 【答案】D【解析】A ．所有行星都沿着不同的椭圆轨道绕太阳运动，选项A 错误； B ．行星绕太阳运动时太阳位于行星椭圆轨道的焦点处，选项B 错误；C ．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，选项C 错误；D ．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二次方的比值都相等，选项D 正确．4．下列叙述中，正确的是A ．加速度恒定的运动不可能是曲线运动B ．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心C ．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小D ．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式32r k T=，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的 【答案】C【解析】A 、平抛运动只受重力，加速度恒定，但是曲线运动，故A 错误；B 、物体做匀速圆周运动，所受的合力才一定指向圆心，故B 错误；C 、加速度方向或恒力的方向竖直向下，设速度方向与竖直方向的夹角为θ，根据0tan v gt θ=，因为竖直分速度逐渐增大，则θ逐渐减小，故C 正确；D 、32rk T=是开普勒在观察太阳系行星运动时得到的规律，在实验中不能验证，故D 错误．故选C 。
高一下学期物理人教版必修第二册课件：第七章第1节行星的运动
答案：B
二、开普勒定律 [微探究] 太阳系的八大行星绕太阳的运动如图所示，观察并思考下列
问题：
(1)行星的轨道是什么样的？ (2)太阳在行星轨道的什么位置？ (3)行星在运行轨道上不同位置速率是否相同？ (4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？ 提示：(1)椭圆。(2)一个焦点上。(3)不相同。(4)不相同。
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
确；行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，必须
是对同一行星而言，D错误。
答案：C
开普勒定律的理解
描述 定律
角度
理解
(1)行星绕太阳运动的轨道严格
开普
来说不是圆而是椭圆，不同行
勒第 轨迹 星的轨道是不同的。
一定 空间 (2)太阳不在椭圆的中心，而是
B．两者运行速度大小始终保持不变 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
C．太阳位于两者椭圆轨道的公共焦点上 “课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
“课时检测 素养评价”见“课时跟踪检测(十一)”
说
_地__球__运动
最和谐的_匀__速__圆__周_运
日 (1)_太__阳__是宇宙的中心，是静止不 动，但计算所得的数
心 动的
据和丹麦天文学家第
说 (2)地球和其他行星都绕_太__阳__运动 谷的观测数据不符
[试小题] 1．判断正误。
(1)地心说认为地球是宇宙的中心。 (2)日心说认为太阳是静止不动的。 (3)地心说是错误的而日心说是正确的。 (4)太阳每天东升西落，说明太阳围着地球转。
2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行含答案
2020--2021（新教材）人教物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行含答案（新教材）必修第二册第七章万有引力与宇宙航行一、选择题1、(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是()A.宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象D.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多2、一物体在地球表面重16 N，它在以5__m/s2的加速度加速上升满足牛顿第二定律的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10 m/s2)()A.2倍B.3倍C.4倍D.0.5倍3、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。
根据以上数据，以下说法中正确的是()A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大4、2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第四十一颗北斗导航卫星，是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度一定，下面关于该卫星的说法正确的是()A.它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度B.它沿着与赤道成一定角度的轨道运动C.运行的轨道半径可以有不同的取值D.如果需要可以发射到北京上空5、（多选）用相对论的观点判断，下列说法正确的是()A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C．在地面上的人看来，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D．当物体运动的速度v≪c时，“时间延缓”和“长度收缩”效应可忽略不计6、在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是()A.研究对象的选取B.理想化过程C.类比法D.等效的思维方法7、(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则()A.b所需向心力最小B.b、c的周期相同且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度8、关于宇宙速度的说法正确的是()A.第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B.第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度C.人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度9、(双选)关于相对论时空观的说法，正确的是()A.在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B.在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C.在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中也是同时发生的D.时间和空间是永恒不变的10、关于引力常量，下列说法正确的是()A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关11、在轨运行26年的哈勃太空望远镜，曾拍摄到天狼星A和天狼星B组成的双星系统在轨运行图像，如图所示。
人教版高中物理新教材必修第二册第7章-万有引力与宇宙航行-教案
星环绕天体表面运动的周期 T,就可估测出
中心天体的密度.
75
7.
4 宇宙航行
宇宙
数值
速度
(
km/
s)
意义
是人造地球卫星的最
第一宇宙速
度(环绕速度)
小发 射 速 度,也 是 人
7.
9
造地球卫星绕地球做
圆周运动的最大运行
速度.
第二宇宙速
度(脱离速度)
第三宇宙速
度(逃逸速度)
使物体挣脱地球引力
11.
v
m
r
2
v2
m
Mm
G 2 =man = r
r
mrω2
4π2
m 2r
T
2.天体表面问题
不计天体自转的影响,在 天 体 表 面 上 的
物体受 到 的 重 力 近 似 等 于 其 所 受 的 万 有 引
力,即 mg=G
速度g 时使用).其中 M 为该天体的质量,
R
为该天体的半径,
g 为相应天体表面的重力加
Mm
=m
r2
v2
4π2
v2r ω2r3
=mω2r=m 2r,可得 M =
=
=
r
G
G
T
4π2r3
,
可知已知核心舱的质量和绕地半径、已
GT2
知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱
6)绕 行 方 向 一 定:与 地 球 自 转 的 方 向
一致.
7.
5 相对论时空观和牛顿力学的局限
一 经典时空观
(
1)在经典力学中,物体的质量是不随速
度的改变而改变的.
假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行,其周期也
2024春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
①物理观念：能了解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．同时知道牛顿力学的局限性，初步了解相对论时空观．
局限性的，A错误；地球是绕太阳运动的一颗行星，而太阳系在银河系
中运动，银河系也在运动，B、D错误，C正确．
开普勒行星运动定律
定律
内容
所有行星绕太阳运动的轨道都是 开普勒第一定 __椭__圆___，太阳处在椭圆的一个__焦__点___ 律(轨道定律)
上
公式或图示
开普勒第二定 对任意一个行星来说，它与太阳的连线 律(面积定律) 在__相__等__的__时__间___内扫过的__面__积__相__等__
变式2 太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各 行星的半径、日星距离和质量如表(表一、表二)所示：
(表一)
行星名称
水星 金星 地球 火星
星球半径/(×106m) 日星距离/(×1011m) 星球质量/(×1024kg)
2.44
6.05
6.38
3.40
0.58
1.08
1.50
2.28
0.33
本章重点①开普勒三定律；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．
新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动学案新人教版必修
第1节行星的运动学习目标1.知道地心说和日心说的基本内容;2.知道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;3.知道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,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关;4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的。
自主预习一、地心说和日心说的比较[填空]1.地心说:是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月球以及其他行星都绕运动。
2.日心说:是宇宙的中心,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、最和谐的运动,但和丹麦天文学家的观测数据不符。
二、开普勒行星运动定律[填空]德国天文学家用20年的时间研究了丹麦天文学家的行星观测记录,发现了行星运动的相关规律,后人称为开普勒行星运动定律。
三、行星运动的近似处理[填空]1.行星绕太阳运动的轨道十分接近,太阳处在。
2.对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的(或)大小不变,即行星做运动。
3.所有行星跟它的的比值都相等,即=k。
课堂探究1.“地心说”和“日心说”之争[情境设问]古人对天体运动存在哪些看法?结论1:在古代,人们对于天体的运动存在着和两种对立的看法。
2.开普勒行星运动定律[情境设问]开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?结论2:(1)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。
(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相等。
(3)开普勒第三定律(周期定律):所有行星跟它的的比都相等,即=k,比值k是一个对于所有行星都相同的常量。
[思考与讨论]开普勒行星运动定律对地球卫星的运动是否适用?[例题展示]【例题1】下列说法正确的是()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,所有天体都绕太阳运动C.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的[变式训练1]16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点就目前来看存在缺陷的是()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.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象D.与日地距离相比,其他恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多【例题2】已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。
2020-2021学年高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 1 行星的运动教案 新人教版必修2
2020-2021 学年高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 1 行星的运动教案 新人教版必修 22020-2021 学年高中物理 第七章 万有引力与宇宙航 行 1 行星的运动教案 新人教版必修 2年级： 姓名：-1-2020-2021 学年高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 1 行星的运动教案 新人教版必修 2行星的运动物理观念：了解人类对行星运动规律的认识历程 教学目标 核 科学思维：理解开普勒三大定律的内容，会分析一些简单的行星运动问题心素养 科学思维：了解行星运动模型的建立、修正与发展教学重点 教学难点1.开普勒三大定律的内容及应用 2. 3. 1. 开普勒定律的应用 2.高考考点课型新授教具教法教学过程教学环节教师活动预设学生活动预设阅读课本 P43 内容，引入本章学习内容。
思考宇航员的思考课前问题，引入人类对行星运动的认识经历了艰难的 话：“我想现在是历程。
牛顿在驾驶”的一、古代对行星运动规律的认识含义。
1．两种学说①地心说：内容：地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月球以及其他行星都围绕地球运动。
（符合人们的认知）代表人物：托勒密 ②日心说：学生阅读课本 P44 相关内容，了解内容：太阳是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球、月 认识历程。
教学环节 球以及其他行星都围绕教地师球活运动动预。
设（不符合人们的认知） 学生活动预设-2-2020-2021 学年高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 1 行星的运动教案 新人教版必修 2代表人物：哥白尼2．两者的碰撞地心说占据统治地位时间较长，但最终日心说战胜了地心说。
原因：很多现象地心说不能解释。
如：昼夜交替、四季交替等。
17 世纪初，伽利略发明了望远镜，在 1609 年，观测发现了围绕木星转动的“月球”，进一步表明地球不是所有天体运动的中心。
注意强调：日心说虽然能解释当时很多地心说不能解释的现象，但也是不完全正确的，只是比地心说先进些。
1 新教材第7章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动课件
第七章 万有引力与宇宙航行
【核心深化】 1．开普勒第一定律解决了行星的轨道问题
行星的轨道都是椭圆，如图甲所示．不同行星绕太阳运动的椭 圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图乙所示， 即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳．因此开普勒第一定 律又叫轨道定律．
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第七章 万有引力与宇宙航行
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第七章 万有引力与宇宙航行
[解析] 根据开普勒行星运动定律，火星和木星沿各自的椭圆 轨道绕太阳运行时，太阳位于椭圆的一个焦点上，选项 A 错误； 行星绕太阳运行的轨道不同，周期不同，运行速度大小也不同， 选项 B 错误；火星与木星运行的轨道半长轴的立方与周期的平 方之比是一个常量，选项 C 正确；火星与太阳连线在相同时间 内扫过的面积相等，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积 相等，但这两个面积不相等，选项 D 错误． [答案] C
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第七章 万有引力与宇宙航行
3．开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题
(1)如图所示，由Ta32＝k 知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转 周期越长，因此第三定律也叫周期定律．常量 k 与行星无关， 只与太阳有关． (2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球 的运动，其中常量 k 与卫星无关，只与地球有关，也就是说 k 值大小由中心天体决定．
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第七章 万有引力与宇宙航行
思维辨析 (1)各行星围绕太阳运动的速率是不变的．( ) (2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动．( ) (3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．( ) (4)可近似认为地球围绕太阳做圆周运动．( ) 提示：(1)× (2)× (3)√ (4)√
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人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动
探究 开普勒定律的理解 要点提炼
1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题 (1)不同行星绕太阳运行的轨道是不同的，但是它们都是椭圆，多数 行星的轨道都接近于圆，因此称之为轨道定律。 (2)所有轨道都有一个共同的焦点——太阳。
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第七章 万有引力与宇宙航行
物理（必修·第二册 RJ）
2．开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题 (1)如图所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律可知，阴影部 分面积相等，可见离太阳越近，行星所经过的弧长越长，速率越大，因 此称之为面积定律。
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第七章 万有引力与宇宙航行
物理（必修·第二册 RJ）
『想一想』 可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆。如图，把白纸铺在木板上， 然后按上图钉。把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑 动，使绳始终保持张紧状态。铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在 纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点。
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第七章 万有引力与宇宙航行
(2)近日点速率大，远日点速率小；由远日点向近日点做加速运动，
由近日点向远日点做减速运动。
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第七章 万有引力与宇宙航行
物理（必修·第二册 RJ）
3．开普勒第三定律解决了行星公转周期的长短问题 (1)如图所示，由Ta32＝k 知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期 越长，因此也叫周期定律，常数 k 与行星无关，只与太阳有关。
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1．行星的运动
第七章 万有引力与宇宙航行
物理（必修·第二册 RJ）
目标体系构建
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第七章 万有引力与宇宙航行
物理（必修·第二册 RJ）
通过史实，了解人类对行星运动规律的认识过程。
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第七章 万有引力与宇宙航行
2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动学案新人教版必修2
1．行星的运动知识结构导图核心素养目标物理观念：行星的运行轨道及运行规律．科学思维：用圆周运动规律近似处理行星的椭圆运动．科学探究：归纳总结开普勒定律的科学认知过程．科学态度与责任：开普勒定律在分析实际问题中的应用．知识点一地心说与日心说阅读教材第44页第1自然段．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________运动，而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符.假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短．知识点二开普勒定律阅读教材第44～45页“开普勒定律”部分．定律内容公式或图示开普勒第一定律所有________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________行星来说，它与太阳的连线在________内扫过的________开普勒第三定律所有________的轨道的________的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都________公式：________＝k，k是一个对所有行星都相同的常量假设地球绕太阳运动的道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，根据曲线运动的特点，从秋分到冬至再到春分经历的时间比从春分到夏至再到秋分经历的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(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)与日、地距离相比，恒星离地球都十分遥远．( )(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，行星的公转周期越大．( )(6)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．( )要点一古代对行星运动规律的认知1．地心说：(1)内容：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动．(2)代表人物：托勒密．2．日心说：(1)内容：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．(2)代表人物：哥白尼．3．两种学说的局限性：它们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，而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符．两种学说的代表人物点睛：日心说能解释许多地心说不能解释的自然现象，实际上在银河系中太阳不是静止不动的，太阳也不是宇宙中心，日心说也不是完全正确的．【例1】下列说法正确的是( )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．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说比地心说完美，因此哥白尼的日心说完全正确练1 关于地心说和日心说，下列说法正确的是( )A．地心说的参考系是太阳B．日心说的参考系是太阳C．地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D．日心说是由爱因斯坦提出来的要点二开普勒行星运动规律探究点1 如图，a、b分别是远日点和近日点，试根据开普勒第二定律分析行星在近日点和远日点附近运动时速度哪个较大，哪个较小？探究点2 开普勒第三定律中的k值与什么有关？1.第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的依赖关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．2．在图中，半长轴是AB 间距的一半，T 是公转周期，其中常数k 与行星无关，只与太阳有关．3．对a 3T2＝k 中k 的含义的理解k 是由中心天体决定的，中心天体不同则k 值不同．例如：地球围绕太阳运动，k 是由中心天体太阳决定的；月球围绕地球运动，k 是由中心天体地球决定的，而这两个常量是不同的．气象卫星绕地球运动时，常数k 只与地球质量有关题型一 对开普勒第一定律的理解 【例2】 (多选)下列说法正确的是( ) A ．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B ．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 C ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 D ．太阳是静止不动的点拨：只要对开普勒第一定律理解透彻了，就能对本题作出正确的判断．题型二 开普勒第二定律的应用 【例3】(多选)如图所示，“嫦娥三号”绕月球沿椭圆轨道运行，绕行方向为逆时针方向，A、B 分别为近月点和远月点，C是轨道上到A、B距离相等的点，则下列说法正确的是( ) A．“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐增大B．“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐减小C．“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间等于四分之一周期D．“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间小于四分之一周期点拨：(1)应用开普勒第三定律解题的思路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；③根据开普勒第三定律列式求解．(2)如果将椭圆道近似按圆道处理，那么开普勒第三定律中椭圆的半长轴即近似为圆的半径．题型三开普勒第三定律的应用【例4】(多选)如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为T B；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为T C.下列说法或关系式中正确的是( )A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变C.a3T2B＝r3T2C，该比值的大小仅与地球有关D.a3T2B≠r3T2C，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关练2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19，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是( )A.19天B.13天 C ．1天 D ．9天练3 “北斗”卫星定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成，地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是( )A ．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B ．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C ．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17D ．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17做一做用图钉和细绳画椭圆(教材P45)绘制椭圆可以用一条细绳和两只图钉来画椭圆．如图，把白纸铺在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一支铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫作椭圆的焦点．保持绳长不变，当两焦点不断靠近时，椭圆形状如何变化？焦点重合时，半长轴转变为什么？提示：椭圆越来越接近圆形，焦点重合时半长轴和半短轴相等，成为圆的半径.1．(多选)下列选项中，属于“日心说”很快得到传播的原因的是( )A．如果以地球为中心来研究天体的运动，有很多无法解决的问题B．如果以太阳为中心，可以解决许多问题，并且描述行星的运动也变得简单了C．人们观测到地球确实是围绕太阳运转的D．人们理解了太阳东升西落的现象是由地球自转引起的2．如图所示，海王星绕太阳在椭圆轨道上运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，海王星运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )A ．从P 到M 所用时间等于T 04B ．从Q 到N 所用时间等于T 04C ．从P 到Q 速率逐渐减小D ．从M 到N 所用时间等于T 023．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍，另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍，P 与Q 的周期之比约为( )A ．2:1B ．4:1C ．8:1D ．16:14．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像中正确的是( )5．国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 星球半径/ (×106m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4 轨道半径/0.5791.081.502.287.7814.328.745.0(×1011 m)从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( )A．80年 B．120年C．165年 D．200年温馨提示：请完成课时作业八第七章万有引力与宇宙航行1．行星的运动基础导学·研读教材知识点一1．地球静止不动地球2．太阳太阳3．匀速圆周知识点二行星椭圆椭圆焦点任意一个相等的时间面积相等行星半长轴a相等a3T2思考辨析答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√互动课堂·合作探究要点一【例1】【解析】日心说主要是以太阳为参考系来研究其他行星的运动，这样其他行星的运动形式变得简单，便于描述和研究，但太阳并不是静止不动的．地心说是以地球为参考系来研究太阳及其他星体的运动，这样其他行星的运动形式非常复杂，不便于描述和研究，地球和太阳都不是宇宙的中心，故C正确．【答案】 C练1 解析：地心说认为太阳及其他星体围绕地球运动，参考系为地球，A错误；哥白尼提出了日心说，日心说认为一切天体都绕太阳运动，参考系为太阳，B正确，D错误；地心说的提出是因为古代人缺乏足够的宇宙观测数据，以及怀着以人为本的观念，因此他们误认为地球就是宇宙的中心，而其他的星体都绕地球运行．天主教教会认为地心说是世界观的“正。
高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动课件 高中物理课件
12/9/2021
第二十一页，共三十七页。
核心能力 提升练 (nénglì)
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1．关于天体的运动，下列说法正确的是( )
A．日心说是哥白尼提出的，观点是行星绕太阳做椭圆运动
B．开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在轨道的中心
C．k＝
r3 T2
中r代表轨道半长轴，T代表公转周期，比值k只与中心天体
解得T′＝T
R＋2RR03＝R＋2RR0T
R＋2RR0。
所以飞船由A点到B点所需要的时间为
t＝T2′＝R＋4RR0T
R＋2RR0。
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5．我国航天第一人杨利伟乘坐“神舟”五号载人飞船，在绕地球飞行 了14圈、历时21小时后返回地面。已知地球半径R地＝6.4×103 km，“静 止”在赤道上空的卫星的高度为5.67R地，则“神舟”五号离地多高？
答案 B
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答案
解析 根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在 相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变 化，故A、D错误；由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的 时间比地球的长，B正确；行星由远日点向近日点运动时，其速率将增大， 故C错误。
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4．飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回 地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以 地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示。如 果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点所需要的时间。
高中物理第七章万有引力与宇宙航行第一节行星的运动课件新人教版必修第二册
【典例二】
• 2、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.火星和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平方等于它们轨道半长轴 之比的立方 D.相同时间内,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
解题思路：以太阳为中心,许多按“地心说”无法解 释的现象都可以解决,行星的运动的描述也变得简 单了,这是人们接受“日心说”的原因,但太阳也不是 宇宙的中心,“日心说”理论并不是完美无缺的,A错 误;所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,且近日 点速度大,远日点速度小，B错误;根据开普勒第三 定律知,C正确;开普勒第三定律可推广到卫星绕行 星的运动,只是k不同,k与中心天体有关,D错误。
知道开普勒行星运动定律的科学价值，能根 据问题情景选择计算形式，用来进行简单的 计算
通过理解开普勒第三定律，提高分析和概括 能力；体会开普勒第三定律中k值的大小只与 中心天体有关的分析方法
体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不 迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学 态度和科学精神，体会描述自然追求简单和 谐是科学研究的动力之一
【基础练习】
•
• 2、开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星 运动规律,后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普 勒行星运动定律,下列说法正确的是( )
A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上 B.对任何一颗行星来说,离太阳越近,运行速率就越大 C.在牛顿发现万有引力定律后,开普勒才发现了行星的 运行规律 D.开普勒独立完成了观测行星的运行数据、整理观测数 据、发现行星运动规律等全部工作
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间 休息一下眼睛，
高中物理 第7章 万有引力与宇宙航行 1 行星的运动课件 必修第二册高中必修第二册物理课件
重
太阳的连线在_相_等__的__时_间___
层 作 业
难 二定律
内扫过的_面_积__相等
返
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·
·
自 主
定律
内容
公式或图示
当 堂
预
达
习
探 新 知
开普勒第
所有行星轨道的半__长__轴__的三
公式：Ta32 ＝k，k 是一个
与行星_无_关__(w的úguā常n) 量
第二十七页，共五十一页。
·
开普勒行星(xíngxīng)运动定律的应用
自
当
主
堂
预
达
习
标
·
探
如图所示是火星冲日的年份示意图，请思考：
固
新
双
知
基
合
作
课
探
时
究
分
层
攻
作
重
业
难
·
返
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首 页
第二十八页，共五十一页。
·
自
当
主
堂
预 习
(1)观察图中地球、火星的位置，地球和火星谁的公转周期更长？
·
标
探
固
新 知
A．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方
双 基
·
合 的比值都相等
作
课
探 究
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
时 分
层
攻 重
C．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 作 业
难 焦点上
·
D．行星绕太阳运动的速度大小不变
高中物理人教版(新教材)必修第二册：第七章 万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动 (共26张PPT)
绕行 天体
中心 天体
半长轴 （x106k
m）
期公（转天周）k/（m3/s2）
水星
57.91 87.97 3.36×1018
金星
太阳
108.94
224.7 1
地球 同步 卫星
月球
149.60 365
0.0424 1
地球
K值计算器 0.3844
27.32
1.02×1013
八大行星的中心天体都是太阳，K值相同！
2、开普勒行星运动定律
地球
F
F
R
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道 都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
（轨道定律）
2、开普勒行星运动定律
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。
F
F
（面积定律）
行星在远离太阳的过程中速度如何变化？ 秋
F
F
冬
夏
春 近日点速度快，远日点速度慢．
开普勒 第一定律 第二定律
1609
开普勒 第三定律
1619
2、开普勒行星运动定律
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三
次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
地球
(周期定律)
F
F
半长轴
a3
表达式：
=k
a
T2
行星绕太阳
公转的周期
k中寻是探心找仅究天比由四体值中：相K心同取天的决体系于决统什定里么,与k因相绕素同行？。天体无k关，Ta在32
例如：
k
a地3 T地 2
a水3 T水 2
练一练
2、木星的公转周期约为12年，地球到太阳 的距离为1天文单位，则木星到太阳的距离约 为（C ）
新人教版高中物理第七章万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动
第七章万有引力与宇宙航行第1节行星的运动一、单项选择题1．关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（）A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在一个焦点上B．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C．离太阳越近的行星的运动周期越长D．行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小始终不变2．地球和火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．太阳位于地球运行轨道的中心B．地球和火星绕太阳运行速度的大小始终相等C．地球和火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D．相同时间内，地球和太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积3．下列说法正确的是（）A．“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转4．如图所示，P表示一个沿椭圆轨道绕地球做逆时针方向运动的人造卫星，AB为椭圆的长轴，CD为短轴。
下列选项正确的是（）A．地球位于椭圆的中心OB．卫星运动过程中速率保持不变C．卫星的运行周期与长轴AB有关D．卫星的运行周期与短轴CD有关5．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ） A ．3年B ．9年C ．27年D ．81年6．关于对开普勒第三定律32R T=k 的理解，以下说法中正确的是（ ）A ．T 表示行星运动的自转周期B ．k 值只与中心天体有关，与行星无关C ．该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动D ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 1，周期为T 1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R 2，周期为T 2，则33122212R R T T 7．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。
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课堂小结
一、地心说与日心说
地球是中心→地球偏心→ 太阳是中心→宇宙无限 （科学精神推动了认识发展）
二、行星运动定律
1、第一定律（轨道定律）
2、第二定律（面积定律） 3、第三定律（周期定律） R3 k
T2
（K是一个只与中心天体质量有关的物理量）
[例题 1]下列说法正确的是( ) A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球
运动 B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动 C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是
不正确的
[例题2]已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太 阳公转周期的12倍．则木星绕太阳公转轨道的半 长轴为地球公转轨道半长轴的______倍．
哥白尼的“日心说”体系
约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。 但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼。
思考：
“日心说”的观点绝对正确吗？
若是匀速圆 周运动……
开普勒（德国）
潜心研究
↓
四年多的刻苦计算
怎么回事 呢……
→ 8分的误←差 ←
第 谷（丹麦）
↓
二十年的精心观测
统治很长时间的原因：
①符合人们的日常经验； ②符合宗教地球是宇宙的中心的说法。
日心说：
太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕 太阳转动 。
地心说
托勒密的“地心说”体系
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公 元前三世纪提出，后来经托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
日心说
一、关于天体运动的两种对立观点 1.地心说的代表人物和主要观点
2.日心说的代表人物和主要观点 Nhomakorabea 思考：
1.古代人对天体运动存在哪些看法？ 2.“地心说”和“日心说”的观点分别是什么？ 3.哪种学说统治时间更长？为什么?
地心说： 地球是宇宙的中心。地球是静止不动的， 太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。
否定19 种假设
↓
行星轨道为椭圆
二、开普勒定律
开普勒第一定律（轨道定律）
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆， 太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律（面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在 相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律（周期定律）
所有行星的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