人教版高一物理必修二行星的运动
高一行星运动物理知识点
高一行星运动物理知识点行星运动是天体力学的重要内容之一，它揭示了行星在太阳系中的轨道运动规律以及引力定律的应用。
在高一物理学习中，理解行星运动的物理知识点对于学习天文学和解释地球运动现象有着重要的作用。
本文将介绍高一行星运动中的几个重要物理知识点。
一、行星运动的基本规律1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星轨道运动规律的基本原理。
它包括三个定律：第一定律：行星运动轨道是椭圆形，太阳位于椭圆焦点之一。
第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
第三定律：行星公转周期的平方与距离太阳平均距离的立方成正比。
这些定律揭示了行星运动的稳定性和规律性，对于研究太阳系的组成和演化有着重要的指导作用。
2. 牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律是解释行星运动的物理原理。
根据该定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
对于太阳系中的行星，太阳是其中最大的物体，行星围绕太阳运动时受到太阳的引力作用。
这种引力可以解释行星轨道的形状和行星运动的速度变化。
二、行星运动的关键量和公式1. 飞行速度行星围绕太阳运动时，它的速度并不是恒定不变的，而是随距离太阳的距离变化而变化。
通过引力定律和运动定律，可以推导出行星飞行速度与离太阳距离的关系：v = √(GM / r)其中，v为行星飞行速度，G为万有引力常数，M为太阳的质量，r为行星与太阳之间的距离。
2. 行星轨道的周期根据开普勒第三定律，行星公转周期的平方与行星与太阳的平均距离的立方成正比。
可以用以下公式表示：T^2 = (4π^2 / GM) * r^3其中，T为行星公转周期，G为万有引力常数，M为太阳的质量，r为行星与太阳的平均距离。
三、应用案例1. 地球公转和地球自转地球绕太阳公转的周期是365.24天，而地球自转的周期是24小时。
这两个周期的不同导致了我们所熟悉的四季变化和昼夜交替。
通过了解行星运动的物理知识，我们可以更好地理解这些自然现象的原因。
行星的运动 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
三．开普勒第二定律（面积定律）
（1）内容：对于每一个行星，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面
积相等。
思考9：行星在不同的位置速度大小相同吗？
行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远
离太阳时速度减小。
近日点速度最大，远日点速度最小。
例题2：某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两 个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于( A )
同步卫星
108 149 228 778 1426 2870 4498 0.3844 0.0424
87.97 225 365 687 4333 10759 30660 60148 27.3
1
3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.37×1018 3.37×1018 1.03×1013 1.03×1013
星的运动
例题4：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 地球做圆周运动轨道半径的1/3,则此卫星的运转周期是( B ) 1~4天 B. 4~8天 C. 8~16天 D. 大于16天
例题5：某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道
上有a、b、c、d四个对称点.若该行星运动的周期为T，则该行星
A.F2
B. A
C. F1
D. B
练习：如图所示，某行星沿椭圆轨道运行，远日点距太阳距离为a，近 日点距太阳距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时速率 vb为（ C ）
A．vb
b a
va
a B．vb b va
C．vb
a b
va
b D． vb a va
物理高一必修二天体知识点
物理高一必修二天体知识点物理高一必修二天体知识点主要包括有关天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。
以下将对这些知识点进行详细介绍。
一、基本概念1. 天体：指存在于宇宙中的各种天体，如恒星、行星、卫星等。
2. 星系：由大量星体组成的天体系统，如银河系、仙女座星系等。
3. 宇宙：包括了所有存在的空间、时间和能量。
宇宙是无限的。
二、行星运动1. 行星运动：行星绕太阳运动的轨迹被称为椭圆轨道。
这种运动被称为行星公转。
2. 椭圆轨道：椭圆轨道由近日点和远日点组成。
近日点是离太阳最近的点，远日点是离太阳最远的点。
3. 开普勒三定律：开普勒通过实验和观察总结出了行星运动的三个定律：- 第一定律：行星运动轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
- 第二定律：相同时间内，行星在椭圆轨道上扫过的面积相等。
- 第三定律：行星公转周期的平方与平均距离的立方成正比。
三、引力定律1. 引力：物体之间的吸引力称为引力。
引力是一种万有力，适用于所有物体之间的相互作用。
2. 引力定律：牛顿通过实验得出了引力定律，即任何两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
3. 地球上的重力：地球对物体的吸引力即为重力，重力的大小取决于物体的质量和离地球的距离。
四、天体的性质1. 恒星：恒星是由巨大的氢气球体中心核聚变产生的能量而发光的天体。
恒星通过核融合反应将氢转变为氦，并释放大量能量。
2. 卫星：绕行行星或恒星的天体称为卫星。
例如，地球的卫星是月球。
3. 小行星：太阳系中绕太阳运行，没有清理出来的一些天体，它们的体积较小，不具备行星特征。
它们主要存在于小行星带中。
总结：物理高一必修二天体知识点主要包括天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。
掌握这些知识对于理解宇宙的奥秘和天体运动有着重要的意义。
通过学习天体知识，我们可以更好地理解地球的运动、星体的特性以及宇宙的起源和演化。
7.1行星的运动 课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
公元二世纪 1543
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
1546
第谷 出生
牛顿 万有引力定律
1600
开普勒 任第谷助手
开普勒 第一定律 第二定律
开普勒 第三定律
1609 1619
3
PART 03
第三部分
课堂练习
练习1 练习2 练习3
课堂练习1
• 1 假设某飞船沿半径为R的圆周绕地球运行，其周期为T，地球半 径为R0.该飞船要返回地面时，可在轨道上A点将速率降到适当数值，从 而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B点相切，如 图所示．求该飞船由A点运动到B点所需的时间．
1 222 000
2 575 1.35×1023 惠更斯 1655
A．土卫五的公转周期较小 B．土卫六的转动角速度较大 C．土卫六的向心加速度小 D．土卫五的公转速度较大来自堂练习2• 【答案】ACD
【解析】根据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的平
方的比值相等，r 越小，T 也越小，故 A 正确；土卫六的周期较大，则
由 ω＝2Tπ，得土卫六的角速度较小，故 B 错误；根据匀速圆周运动向心
加速度公式
a＝
ω2r＝
2π
T
2r
及开普勒第三定律Tr32＝k，得
a＝
4π2 T2 r
＝
4π2·Tr32·r12＝4π2·k·r12，可知轨道半径大的向心加速度小，故 C 正确；由于
v＝2Tπr＝2π Tr32·1r＝2π k·1r，由推理可知，轨道半径小的卫星，其运
PART 02
代表学说及代表人物
地心说 弟谷
日心说 开普勒
主要观点：地球静止不动，是宇宙 的中心，太阳和月亮以及其他行星 绕地球匀速圆周转动。
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思
人教版高一物理必修二《行星的运动》教案及教学反思1. 教学目标本次教学的目标是让学生能够：1.理解行星的运动轨迹和规律。
2.掌握行星加速度的计算方法。
3.熟悉行星的运动模拟实验过程，能够正确分析实验数据。
4.了解行星运动与宇宙物理学的关系。
2. 教学重难点教学重点：1.行星的运动轨迹和规律。
2.行星的加速度的计算方法。
教学难点：1.行星运动的三大运动定律如何应用。
2.通过模拟实验计算出行星的加速度值。
3. 教学内容3.1 行星的运动轨迹和规律行星运动的规律是由开普勒三定律给出的，行星按照椭圆轨道绕太阳公转。
具体而言，第一定律是说行星的轨道为椭圆，太阳在椭圆两个焦点中间一个。
第二定律是说，当行星接近太阳的时候，行星的速度会加快，离太阳越远的时候，行星的速度会减慢。
第三定律是说，行星公转的周期的平方与行星到太阳距离的立方成正比。
3.2 行星加速度的计算方法行星的加速度包含两个部分，一是因为行星距离太阳的距离不同，另一个是因为行星速度不同。
因此，可以通过计算太阳引力对行星的作用和行星向心力的大小来计算行星的加速度。
具体而言，行星到太阳的距离为r，行星的轨道速度为v，太阳对行星的引力大小为F，那么行星的加速度为$a=\\frac{F}{m}=\\frac{GM}{r^2}$，其中G为万有引力常数，M为太阳质量。
4. 教学步骤4.1 模拟实验通过模拟实验的方式让学生直观感受行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.将学生分成小组，每个小组选出一名组长，负责掌握实验流程和数据采集。
2.教师介绍实验流程，让学生了解实验目的和结果。
3.小组成员们进行数据采集，记录行星的轨迹和速度数据，并进行数据处理和分析。
4.组长将小组实验结果展示给整个班级，让学生互相交流和讨论。
4.2 讲解理论知识基于模拟实验结果，讲解相关理论知识，包括行星的运动规律和加速度的计算方法。
1.介绍行星运动的三大定律，并让学生理解应用方式。
2.讲解计算行星加速度的方法，强调引力和向心力的作用。
7.1行星的运动-高一物理精品讲义(人教)
第七章 万有引力与宇宙航行第1课 行星的运动课程标准核心素养1.了解地心说与日心说的主要内容.2.理解开普勒定律，知道开普勒第三定律中k 值的大小只与中心天体有关.3.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理． 1、物理观念：开普勒定律。
2、科学思维：椭圆轨道与圆轨道类比分析。
3、科学探究：开普勒对行星的运动数据的分析。
4、科学态度与责任：了解人类对行星动数据的分析。
知识点01 两种对立的学说1．地心说地心说认为 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． 2．日心说日心说认为 是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动． 【即学即练1】（多选）下列说法中正确的是（ ）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运动C ．地球是绕太阳运动的一颗行星D ．日心说和地心说都不完善知识点02 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 ．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的 ．目标导航知识精讲3．开普勒第三定律：所有行星轨道的 跟它的 的比都相等．其表达式为a 3T 2＝k ，其中a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，比值k 是一个对所有行星 的常量．【即学即练2】北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）A ．夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大B ．从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间C ．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上D ．若用a 代表椭圆轨道的半长轴，T 代表公转周期，32a k T=，则地球和火星对应的k 值不同知识点03 行星运动的近似处理行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理．这样就可以说： 1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在 ． 2．行星绕太阳做 运动．3．所有行星 的三次方跟它的公转周期T 的二次方的 ，即r 3T2＝k .【即学即练3】如图所示，两卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、k E 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。
高一物理《必修2》6.1行星的运动 人教版
日心说
哥白尼雕像（华沙） 哥白尼雕像（华沙）
观点：太阳是静止不动的， 观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 绕太阳做匀速圆周运动。
日心说
哥白尼雕像（加沙） 哥白尼雕像（加沙）
观点：太阳是静止不动的， 观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 绕太阳做匀速圆周运动。
思考
在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？ 在古代，人们对天体的运动存在哪两种学说？
你能不能谈谈这两种学说的主要观点？ 你能不能谈谈这两种学说的主要观点？
日心说
托勒密
日心说
哥白尼
16世纪，波兰天 16世纪 世纪， 文学家哥白尼根据天 文观测的大量资料经 40多年的天文观测 过40多年的天文观测 和潜心研究， 和潜心研究，提出 日心体系” “日心体系”宇宙图 景。
1
学习目标
行星的运动
1.阅读教材， 1.阅读教材，了解人类对行星运动规律的认识 阅读教材 历程 2.通过学习知道开普勒行星运动规律， 2.通过学习知道开普勒行星运动规律， 通过学习知道开普勒行星运动规律 3.对比了解开普勒第三定律中 对比了解开普勒第三定律中k 3.对比了解开普勒第三定律中k的大小只与中 心天体有关
思考
在太阳系八大行星中， 在太阳系八大行星中，海王星离太 最远” 阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最 对吗？ 长，对吗？
Yes， Yes，you are right !
练习 关于行星的运动以下说法正确的 A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长 行星轨道的半长轴越长， B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长 行星轨道的半长轴越长， C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长 水星轨道的半长轴最短， D．海王星离太阳“最远”，公转周期就最长 海王星离太阳“最远”
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。
新教材2023年高中物理 第7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
所有行星绕太阳运动的轨道 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
从太阳到行星的连线在 _相__等____的时间内扫过 _相__等____的面积
公式或图示
定律
开普勒 第三 定律
内容
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
(2)还需要知道地球、火星各自轨道的半长轴； (3)对于圆轨道，开普勒第三定律仍然适用，只是Ta32＝k 中的半长轴 a 换成圆的轨道半径 r。
要点提炼
1．模型构建 天体虽做椭圆运动，但它们的轨道一般接近圆。中学阶段我们在处 理天体运动问题时，为简化运算，一般把天体的运动当作圆周运动来研 究，并且把它们视为做匀速圆周运动，椭圆的半长轴即为圆半径。
探究 二
开普勒第三定律的应用
情景导入
如图所示是火星冲日的年份示意 图，请思考：
(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？
(2)已知地球的公转周期是一年，由 此计算火星的公转周期还需要知道哪些 数据？
(3)地球、火星的轨道可近似看成圆 轨道，开普勒第三定律还适用吗？
提示：(1)由题图可知，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离， 根据开普勒第三定律可得：火星的公转周期更长一些；
第七章 万有引力与宇宙航行
〔情 境 导 入〕 日出日落，斗转星移，神秘的宇宙壮丽璀璨……
当我们远古的祖先惊叹星空的玄妙时，他们就开始试图破译日月星 辰等天文现象的奥秘……到了17世纪，牛顿以他伟大的工作把天空中的 现象与地面上的现象统一起来，成功地解释了天体运动的规律。
本章我们将学习对人类智慧影响极为深远、在天体运动中起着决定 作用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作 用。
人教版(2019) 高一物理必修 第二册 第七章 第1节 行星的运动
人教版(2019) 高一物理必修第二册第七章第1节行星的运动姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、选择题（共23题）1、提出“日心说”的科学家是（）A．第谷B．牛顿C．哥白尼D．开普勒2、人类一直不断地对宇宙追求探索着，关于宇宙天体学说正确的是（）A．日心说代表人物是托勒密B．地心说是正确的，日心说是错误的C．日心说被人们所接受的原因是以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动也变得简单了D．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动3、在经典力学的发展历程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是A．伽利略创立了“日心说”B．牛顿提出了万有引力定律C．哥白尼提出了“地心说”D．开普勒测出了引力常量4、下列关于行星绕太阳运动，说法正确的是（）A. 开普勒指出了行星绕太阳运动的规律，并成功找出了规律背后的原因B. 牛顿推导万有引力定律时用到了开普勒第三定律C. 若把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动，由可知，轨道半径r越大，行星的线速度v就越大D. 由开普勒第二定律可知，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等5、关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（）A. 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B. 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C. 表达式，k与中心天体有关D. 表达式，T代表行星运动的公转周期6、关于开普勒第三定律的公式=k，下列说法正确的是（）A. 公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B. 公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星C. 式中k值，对所有行星和卫星都相等D. 式中k值，与恒星和卫星的质量有关7、火星和木星沿各自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8、国产科幻巨作《流浪地球》上映，开创了中国科幻电影新纪元，打破了中国人不会拍摄科幻电影的魔咒，也引起了人们对地球如何离开太阳系的热烈讨论。
专题6.1 行星的运动-2020届高中物理同步讲义 人教版(必修2)
第六章万有引力与航天第1节行星的运动一、两种学说1．地心说：地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
代表人物托勒密（古希腊）2．日心说：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
代表人物哥白尼（波兰）二、开普勒行星运动定律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______________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______内扫过相等的______。
3．开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道的_____________跟它的______________的比值都相等。
公式：32aT=k，k是一个与______无关的常量。
三、开普勒行星运动定律的实际应用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，它绕太阳转动的角速度（或线速度）大小______，即行星做_________运动。
3．所有行星________的三次方跟它_________的二次方比值都相等。
椭圆椭圆的一个焦点时间面积半长轴的三次方公转周期的二次方行星圆圆心不变匀速圆周轨道半径公转周期一、两种学说1．两种学说的局限性地心说和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，但事实上并非如此。
2．哥白尼的学说存在两大缺点（1）把太阳当作宇宙的中心。
实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心。
（2）沿用了行星在圆轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。
实际上行星的轨道是椭圆，行星的运动也不是匀速的。
【例题1】在物理学发展史中，许多物理学家做出了卓越贡献。
以下关于物理学家的科学贡献的叙述中，正确的是A．牛顿建立了相对论B．伽利略提出了“日心说”C．哥白尼测定了万有引力常量D．开普勒发现了行星运动三定律参考答案：D试题解析：爱因斯坦最先提出狭义相对论和广义相对论，A错误；在天体运动规律的探究过程中哥白尼最先提出了日心说，B错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了万有引力常量，C错误；开普勒在前人研究数据的基础上发现了行星运动的三大定律，D正确。
物理高一必修二行星的运动知识点
物理高一必修二行星的运动知识点行星的运动是天文学中一个重要的研究领域，它们的运动规律不仅涉及到物理学的基础知识，还关乎到人类对宇宙的探索和理解。
在高一必修二的物理课程中，我们将学习有关行星运动的知识点，下面将从几个方面进行论述。
一、引子行星是宇宙中最引人注目的天体之一，它们在广袤的宇宙中，围绕着恒星运动。
然而，宇宙中的运动规律并非一成不变，它们会受到多种因素的影响而发生变化。
二、开普勒定律德国天文学家开普勒通过多年的观测和计算，总结出了行星运动的三个基本定律，这被称为开普勒定律。
其中第一定律也被称为椭圆轨道定律，它表明行星在椭圆轨道上绕太阳运动；第二定律也被称为面积定律，指出在等时间内，行星和太阳连线所扫过的面积是相等的；第三定律称为调和定律，它告诉我们不同行星与太阳之间的距离和它们的公转周期之间存在一个确定的数学关系。
三、引力行星的运动离不开引力的作用，而引力是万有引力定律决定的。
根据这个定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离平方成反比。
在行星运动过程中，太阳的引力作用于行星，使其遵循着开普勒定律所规定的轨道运动。
四、质量与轨道行星的质量对其轨道有着决定性的影响。
较大质量的行星对太阳的引力更强，所以它们的轨道更接近圆形；而较小质量的行星受到太阳引力的影响较小，轨道更接近椭圆。
这也是为什么水星的轨道更接近椭圆而不是圆的原因。
五、拱点和弦长定理行星在公转过程中，经过轨道的两个拱点，这些拱点分别与太阳连线和轨道的长轴相交。
拱点是行星公转期间与太阳相对静止的位置，它们在确定行星轨道的形状和位置上起到了重要的作用。
而弦长定理则指出，行星在占据的时间相等的情况下，从拱点到太阳连线所扫过的面积相等，这与开普勒第二定律密切相关。
六、行星的速度行星在公转过程中存在着变化的速度。
根据椭圆轨道定律，行星在靠近太阳时速度较快，而远离太阳时速度较慢。
这是因为当行星靠近太阳时，太阳对行星的引力更强，所以行星需要更快地运动才能保持平衡。
行星的运动课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理， 则开普勒定律描述为： 3.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 即r³/T²=k
r 轨道半径
R 星球半径
3.所有行星的轨道半径的三次方跟公转周期的二次方 的比值都相等
(C)
A．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟它的公转周期的 三次方的比值都相等
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆 的一个焦点上 D．行星绕太阳运动的速度大小不变
2．(多选)如图所示是行星 m 绕恒星 M 运动的示意图，下
Ac 列说法正确的是( )
1.94×107 3.16×107 5.94×107 3.74×108 9.30×108 2.66×109
3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018 3.36×1018
3.37×1018
海王星
4.50×1012
5.20×109
3.37×1018
二、开普勒三大定律
a 长轴 短 轴
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理， 则开普勒定律描述为： 1.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
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理， 则开普勒定律描述为： 2. 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
踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地
球公转半径的18倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会
6.1_行星的运动(人教版高一物理必修二)
k值不一样。 如金星绕太阳的
R3
T2 与地球绕
太阳的
R3
T2
是一样的，因为它们的中心
T2
天体一样，均是太阳。但月球绕地球
运动的 R3 T2
与地球绕太阳的 R3 T2
是不一样
的，因为它们的中心天体不一样。
2、开普勒定律是根据行星运动的现察结 果而总结归纳出来的规律．它们每一 条都是经验定律，都是从行星运动所 取得的资料中总结出来的规律．开普 勒定律只涉及运动学、几何学方面的 内容，不涉及力学原因。
①行星绕太阳运动轨道是圆，太阳处 在圆心上。
②对某一行星来说，它绕太阳做圆周 运动的角速度（或线速度）不变， 即行星做匀速圆周运动。
③所有行星的轨道半径的三次方跟它 的公转周期的平方的比值都相等。
扩展及注意
1、开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运
动，同时它适用于所有的天体运动。
只不过对于不同的中心天体，R3 k中的
【牢记】：不同行星绕太阳运行的椭圆 轨道不一样，但这些轨道有 一个共同的焦点，即太阳所 处的位置。
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 在相等时间内扫过相等的面积．
【问题】：行星沿着椭圆轨道运行， 太阳位于椭圆的一个焦 点上，则行星在远日点 的速率与在近日点的速 率谁大？
托勒密
地心说
日心说
太阳是宇宙的中心， 且太阳是静止不动 的，地球和其它行 星都绕太阳做简单 而完美的圆周运动。
代表人物： 波兰科学家哥白尼
哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473-1543）， 波兰天文学家、日心说创立者， 近代天文学的奠基人。
日心说
“日心说”与“地心说”的 争论
新课标人教版高一物理必修二 第六章 第1节 行星的运动
图6－1－2
a3 1．关于公式 2＝k，下列理解正确的是 T A．k 是一个与行星无关的量
(
)
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 a 地，周期为 T 地； a地3 a月2 月球绕地球运转轨道的半长轴为 a 月，周期为 T 月，则 2＝ 2 T地 T月 C．T 表示行星运动的自转周期 D．T 表示行星运动的公转周期 [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点：
2．从速度大小认识 从开普勒第二定律可以看出，行星 靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度 减小。近日点速度最大，远日点速度最
小。如图6－1－1所示。
图6－1－1
a3 3．对T2＝k 的认识 开普勒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。在图 6 －1－2 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， 只与中心天体有关。
新课标人教版 高一物理 必修二
新知预习〃巧设计Hale Waihona Puke 第 六 章第 1 节
名师课堂 〃一点通
要点一 要点二
创新演练 〃大冲关
随堂检测归纳小结 课下作业综合提升
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，了解对天体运动正确认识的重 要性。 4．了解处理行星运动问题的基本思路。
[读教材· 填要点] 1．地心说与日心说的对
内容
地球 是宇宙的中心，而 地心说
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 匀速 圆周 运动，而和丹麦天 第谷 文学家 不相符 的观测数据
高一行星的运动知识点
高一行星的运动知识点在高一物理课程中，行星的运动是一个重要的知识点。
了解行星的运动规律对于理解宇宙的构成和天体运动具有重要意义。
本文将介绍高一行星的运动知识点，包括开普勒定律、行星公转与自转、日、地、月的运动等内容。
一、开普勒定律开普勒定律是描述行星运动的基本规律。
根据开普勒定律，行星绕太阳公转的轨道是椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点上。
其中，开普勒第一定律称为椭圆轨道定律，开普勒第二定律称为面积定律，开普勒第三定律称为调和定律。
二、行星公转与自转行星不仅绕太阳公转，还有自己的自转。
行星的公转轨道是固定的，而自转轴则是与公转轴不一致的。
行星的自转决定了其昼夜交替的现象。
例如，地球的自转是导致地球各地区出现白天和夜晚的原因。
三、日、地、月的运动在地球上观测太阳、月亮和星星的运动也是高一物理课程中的一部分。
太阳从东方升起，到西方落下，这是因为地球自转的结果。
月亮的运动包括绕地球公转和自转，导致月相的变化和月食的发生。
此外，星星的运动也与地球的自转有关，我们可以观测到星星在夜空中通过视运动的变化。
四、行星的速度和距离根据开普勒第二定律，行星在其椭圆轨道上的速度是不同的。
当行星靠近太阳时，其速度较快；当行星离太阳较远时，则速度较慢。
此外，行星与太阳之间的距离也会发生变化，根据开普勒第一定律，行星离太阳最远的距离称为远日点，离太阳最近的距离称为近日点。
五、引力和行星运动行星的运动受到引力的影响。
根据牛顿万有引力定律，太阳对行星产生引力，使其沿着椭圆轨道运动。
引力的大小取决于行星和太阳的质量以及它们之间的距离。
行星在公转过程中受到的引力越大，速度越快。
六、行星运动的影响因素行星的运动受到多种因素的影响，如行星的质量、轨道的形状和大小等。
质量越大的行星，其公转轨道越靠近太阳；轨道越近似于圆形的行星，其运动越稳定；轨道越大的行星，其公转周期越长。
七、宜居区和生命的存在了解行星运动的知识还有助于我们理解宜居区和生命的存在。
2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第六章第一节 行星的运动 Word版含答案
第一节行星的运动[学习目标] 1.知道地心说和日心说的基本内容及进展过程． 2.知道开普勒行星运动定律及其建立过程． 3.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题．[同学用书P38]一、地心说与日心说(阅读教材P32)1．地心说地球是宇宙的中心，且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动．2．日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．3．两种学说的局限性两种学说都认为天体的运动必定是最完善、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．拓展延长►———————————————————(解疑难)古代对行星运动的两种学说都不完善，由于太阳、地球等天体都是运动的，并且行星的轨道是椭圆的，其运动也不是匀速的，鉴于当时对自然科学的认知力量，日心说比地心说进步．1.关于“日心说”和“地心说”的一些说法中，正确的是()A．地球是宇宙的中心，是静止不动的B．“太阳从东方升起，在西方落下”这说明太阳绕地球转动，地球是不动的C．假如认为地球是不动的(以地球为参考系)，行星运动的描述不仅简单而且问题很多D．假如认为太阳是不动的(以太阳为参考系)，则行星运动的描述变得简洁提示：选CD.地球和太阳都不是宇宙的中心，地球绕太阳公转，是太阳系的一颗行星．“太阳从东方升起，在西方落下”，是地球上的人以地球为参考系观看的结果，并不能说太阳绕地球转动，由于运动是相对的，参考系不同，对运动的描述也不同．二、开普勒行星运动定律(阅读教材P32～P33)定律内容公式或图示开普勒第肯定律全部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开普勒其次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开普勒第三定律全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的周期的二次方的比值都相等公式：a3T2＝k，k是一个与行星无关的常量拓展延长►———————————————————(解疑难)1．开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明开普勒三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．2．开普勒其次定律与开普勒第三定律的区分：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．2.(1)绕太阳运动的行星的速度大小是不变的．()(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．()提示：(1)×(2)×(3)√三、行星运动的近似处理(阅读教材P33)1．行星绕太阳运动的轨道格外接近圆，太阳处在圆心．2．行星绕太阳做匀速圆周运动．3．全部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，即r3T2＝k.拓展延长►———————————————————(解疑难)开普第三定律中的k值是由中心天体打算的，与环绕天体无关，与是椭圆运动还是圆周运动无关．3.“嫦娥三号”先进入半长轴为a的绕月椭圆轨道，周期为T，后调整为半径为R的近月圆轨道，则“嫦娥三号”在近月轨道的周期为________．提示：由开普勒第三定律得：R3T′2＝a3T2，则T′＝R3a3T.对开普勒三定律的理解[同学用书P39]1．第肯定律(轨道定律)全部行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于全部椭圆的一个公共焦点上．否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳精确的位置．2.其次定律(面积定律)揭示了某个行星运行速度的大小与到太阳距离的关系．行星靠近太阳时速度大，远离太阳时速度小．近日点速度最大，远日点速度最小．3．第三定律(周期定律)第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的关系．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．在右图中，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．——————————(自选例题，启迪思维)(2021·衡水高一检测)下列关于开普勒对于行星运动规律生疏的说法中，正确的是 ( ) A ．全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B ．全部行星绕太阳运动的轨道都是圆C ．全部行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D ．全部行星都是在靠近太阳时速度变大[解析] 由开普勒第肯定律知全部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，所以A 正确，B 错误．由开普勒第三定律知全部行星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，故C 错误．依据开普勒其次定律，行星在椭圆轨道上靠近太阳运动时，速度越来越大，D 正确． [答案] AD (2021·高考江苏卷)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，依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二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方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[解析] 依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哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是( ) A ．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率 B ．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C ．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D ．若彗星周期为76年，则它的半长轴是地球公转半径的76倍[解析] 依据开普勒其次定律，为使相等时间内扫过的面积相等，则应保证近日点与远日点相比在相同时间内走过的弧长要大．因此在近日点彗星的线速度(即速率)、角速度都较大，故A 、B 正确．而向心加速度a ＝v 2R ，在近日点，v 大，R 小，因此a 大，故C 正确．依据开普勒第三定律a 3T 2＝k ，则a 31a 32＝T 21T 22＝762，即a 1＝35 776a 2，故D 错误． [答案] ABC[名师点评] 开普勒行星运动三定律是理解行星运动和进一步学习天体运动学问的基础．本节学问的考查点主要集中在应用行星运动三定律分析有关天文现象和人造卫星运动问题．开普勒第三定律的应用[同学用书P 39]1．星体绕中心天体做椭圆运动时，其周期与轨道半长轴的关系满足：a 3T 2＝k .2．星体绕中心天体做圆周运动时，其周期与轨道半径的关系满足：R3T2＝k .3．绕同一中心天体运行的星体，有的轨迹为椭圆，有的轨迹为圆，则满足：a 3T 2＝R 3T ′2＝k .——————————(自选例题，启迪思维)两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为T A ∶T B ＝1∶8，则轨道半径之比为( ) A.R A R B ＝4 B.R A R B ＝14 C.R A R B ＝2 D.R A R B ＝12[解析] A 、B 两卫星都绕地球做圆周运动，则R 3A T 2A ＝R 3BT 2B .又已知T A ∶T B ＝1∶8，解得R A R B ＝14.[答案] B (2022·高考浙江卷)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发觉两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2＝48 000 km ，则它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天[解析] 依据开普勒第三定律得r 31T 21＝r 32T 22，所以T 2＝r 32r 31T 1≈25天，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．[答案] B假设某飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行，其周期为T ，地球半径为R 0.该飞船要返回地面时，可在轨道上某点A 处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B 点相切，如图所示．求该飞船由A 点运动到B 点所需的时间．[解析] 飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行时，可认为其半长轴a ＝R ，飞船沿椭圆轨道运行时，设其周期为T ′，轨道半长轴a ′＝12(R ＋R 0)，由开普勒第三定律得a 3T 2＝a ′3T ′2，所以，飞船从A 点运动到B 点所需的时间t ＝12T ′＝28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T .[答案]28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T [名师点评] (1)开普勒第三定律不仅适用于椭圆轨道的行星运动，也适用于圆轨道的行星运动． (2)绕同一天体运动时，开普勒第三定律公式中的k 值相同．[同学用书P 40]思想方法——微分法在开普勒其次定律中的应用行星在近日点、远日点时速度方向与连线垂直，若行星在近日点、远日点到太阳的距离分别为a 、b ，取足够短的时间Δt ，由于行星与太阳的连线扫过的图形可看做扇形，由开普勒其次定律应有12v a ·Δt ·a ＝12v b ·Δt ·b ，得v a v b ＝ba，即行星在这两点的速率与行星到太阳的距离成反比． [范例] “神舟十号”飞船绕地球飞行时近地点高度约h 1＝200 km ，远地点高度约h 2＝330 km ，已知R 地＝6 400 km ，求飞船在近地点、远地点的运动速率之比v 1∶v 2.[解析] “神舟十号”飞船在近地点和远地点，相同时间Δt 内通过的弧长分别为：v 1Δt 和v 2Δt ，扫过的面积分别为：12v 1(R 地＋h 1)Δt 和12v 2(R 地＋h 2)Δt .由开普勒其次定律得：12v 1(R 地＋h 1)Δt ＝12v 2(R 地＋h 2)Δt v 1∶v 2＝R 地＋h 2R 地＋h 1＝6 400＋3306 400＋200＝673∶660.[答案] 673∶660[名师点评] 行星的速率特点(1)定性分析：行星靠近太阳时，速率增大；远离太阳时，速率减小． (2)定量计算：在近日点、远日点行星的速率与行星到太阳的距离成反比． (3)行星的运行轨道看成圆时，速率不变．(2021·杭州高一检测)如图所示是行星m 绕恒星M 运动状况的示意图，下列说法正确的是( )A ．速度最大点是B 点 B ．速度最小点是C 点C ．m 从A 到B 做减速运动D ．m 从B 到A 做减速运动解析：选C.由开普勒其次定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此，A 、B 错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确，D 错误．[同学用书P 41][随堂达标]1．16世纪，哥白尼依据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心争辩，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，全部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 ．地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象D ．与日地距离相比，恒星离地球都格外遥远，比日地间的距离大得多 解析：选AB.全部行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T 和轨道半长轴a 满足a 3T 2＝恒量，故全部行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个宇宙是在不停地运动的．2.(2021·抚顺一中高一检测)某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳是位于( )A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B解析：选A.依据开普勒其次定律：太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等的面积，由于行星在A 点的速率比在B 点大，所以太阳位于F 2.3．据报道，争辩人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发觉的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为查找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )A ．全部行星都绕太阳做匀速圆周运动B ．全部行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同C ．离太阳越近的行星，其公转周期越小D ．离太阳越远的行星，其公转周期越小解析：选C.全部的行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道不同，故A 、B 错误；由开普勒第三定律知，离太阳越近的行星，公转周期越小，故C 正确，D 错误．4. 关于开普勒第三定律的公式 a 3T2＝k ，下列说法正确的是( )A ．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运动的行星B ．公式适用于宇宙中全部围绕星球运动的行星(或卫星)C ．公式中的k 值，对全部行星或卫星都相等D ．围绕不同星球运动的行星(或卫星)，其k 值不同解析：选BD.公式a 3T 2＝k 不仅适用于太阳—行星系统，而且适用于全部的天体系统．只不过不同的天体系统k 值不相同，故B 、D 选项正确．5．(选做题)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v a ，则过近日点时的速率为( )A ．v b ＝ba v aB ．v b ＝a b v aC ．v b ＝ab v aD ．v b ＝b a v a解析：选C.如图所示A 、B 分别表示远日点、近日点，由开普勒其次定律知，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间Δt ，则有12v a ·Δt ·a ＝12v b ·Δt ·b ，所以v b ＝a b v a . [课时作业] 一、选择题 1．(多选)某行星绕太阳运动的轨道如图所示．则以下说法正确的是( ) A ．太阳肯定在椭圆的一个焦点上B ．该行星在a 点的速度比在b 、c 两点的速度都大C ．该行星在c 点的速度比在a 、b 两点的速度都大D ．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的解析：选ABD.由开普勒第肯定律知，太阳肯定位于椭圆的一个焦点上，A 正确；由开普勒其次定律知太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积是相等的，由于a 点与太阳的连线最短，b 点与太阳的连线最长，所以行星在a 点速度最大，在b 点速度最小，选项B 、D 正确，C 错误．2．(多选)(2021·孝感高一检测)关于公式a 3T2＝k ，下列理解正确的是( )A ．k 是一个与行星无关的量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a 月，周期为T 月，则a 3地T 2地＝a 3月T 2月C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期解析：选AD.公式a 3T 2＝k 中的k 为一常数，与中心天体有关，与行星无关，所以选项A 正确．地球是太阳的行星，月球是地球的卫星，中心天体不同，比例常数不同，所以选项B 错误．公式中T 应表示绕中心天体的公转周期，而不是自转周期，所以选项C 错误，D 正确．3．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(×106 m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4轨道半径(×1011 m)0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0A ．80年B ．120年C ．165年D ．200年解析：选C.设海王星绕太阳运行的平均轨道半径为r 1，周期为T 1，地球绕太阳公转的轨道半径为r 2，周期为T 2(T 2＝1年)，由开普勒第三定律有r 31T 21＝r 32T 22，故T 1＝r 31r 32·T 2≈165年，故选C. 4．太阳系八大行星公转轨道可以近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5A.1.2C ．4.6亿千米 D ．6.9亿千米解析：选B.由题意可知，行星绕太阳运转时，满足T 2r3＝常数，设地球的公转周期和轨道半径分别为T 1、r 1，火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T 2、r 2，则T 21r 31＝T 22r 32，代入数据得r 2＝2.3亿千米．5．(2021·聊城高一检测)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( )A ．3年B ．9年C ．27年D ．81年解析：选C.由开普勒第三定律R 31T 21＝R 32T 22得：T 2＝R 32R 31×T 1＝⎝⎛⎭⎫913×1年＝27年，故C 项正确，A 、B 、D 错误．6．木星的公转周期约为12年，假如把地球到太阳的距离作为1天文单位，则木星到太阳的距离约为( ) A ．2天文单位 B ．4天文单位 C ．5.2天文单位 D ．12天文单位 解析：选C.木星、地球都环绕太阳按椭圆轨道运行，近似计算时可当成圆轨道处理，因此它们到太阳的距离可当成是绕太阳公转的轨道半径．由开普勒第三定律r 3木T 2木＝r 3地T 2地得r 木＝3T 2木T 2地r 地＝3⎝⎛⎭⎫1212×1≈5.2(天文单位)．7．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形的．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A ．0.19B ．0.44C ．2.3D ．5.2解析：选B.据开普勒第三定律R 3木T 2木＝R 3地T 2地，得木星与地球绕太阳运动的周期之比T 木T 地＝R 3木R 3地，线速度v ＝2πRT ，故两行星线速度之比v 木v 地≈0.44，故B 项正确． 8．(多选)太阳系中的其次大行星——土星的卫星众多，目前已发觉数十颗．下表是有关土卫五和土卫六卫星 距土星的距离/km半径/km 质量/kg 发觉者土卫五 527 000 765 2.49×1021 卡西尼 土卫六 1 222 000 2 575 1.35×1023 惠更斯A.B ．土卫六的转动角速度较大C ．土卫六的向心加速度较小D ．土卫五的公转速度较大解析：选ACD.设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，依据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的二次方的比值相等，得选项A 正确．土卫六的周期较大，则由匀速圆周运动的学问得，土卫六的角速度较小，故选项B 错误．依据匀速圆周运动向心加速度公式a ＝ω2r ＝⎝⎛⎭⎫2πT 2r 及开普勒第三定律r 3T2＝k得a ＝4π2T 2r ＝4π2·r 3T 2·1r 2＝4π2k 1r 2，可知轨道半径大的向心加速度小，故选项C 正确．由于v ＝2πr T ＝2πr 3T 2·1r ＝2πk ·1r ，可知轨道半径小的公转速度大，故选项D 正确．9．(多选)美国宇航局放射的“深度撞击”号探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )A ．绕太阳运动的角速度不变B ．近日点处线速度大于远日点处线速度C ．近日点处加速度大于远日点处加速度D ．其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数解析：选BCD.依据开普勒定律可以推断B 、D 正确，A 错误；近日点v 大，R 小，由a ＝v 2R 知近日点加速度大，C 正确．☆10.我国放射“天宫一号”空间试验舱时，先将试验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200 km ，远地点N 距地面362 km ，如图所示．进入该轨道正常运行时，其周期为T 1，通过M 、N 点时的速率分别是v 1、v 2.当某次通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃试验舱上的发动机，使其在短时间内加速后进入离地面362 km 的圆形轨道，开头绕地球做匀速圆周运动，周期为T 2，这时试验舱的速率为v 3.比较在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是( )A ．v 1>v 3B ．v 2>v 1C ．a 2>a 1D ．T 1>T 2解析：选A.依据开普勒第三定律(周期定律)可知，轨道半径大的周期大，所以T 1<T 2，选项D 错误；依据开普勒其次定律(面积定律)可知，v 1>v 2，v 1>v 3，选项B 错误，A 正确；由a ＝v 2R可知，a 1>a 2，选项C 错误．二、非选择题11．天文学家观看到哈雷彗星的转动周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×1010 m ，离太阳最远的距离不能被测出．试依据开普勒定律估算这个最远距离．(太阳系的开普勒常数k ＝3.354×1018 m 3/s 2)解析：哈雷彗星运行的半长轴a ＝l 1＋l 22，由开普勒第三定律a 3T2＝k联立得l 2＝2a －l 1＝23kT 2－l 1，代入数值解得l 2＝5.226×1012 m. 答案：5.226×1012 m☆12.月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高，人造地球卫星可随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(已知R 地＝6.4×103 km)解析：设人造地球卫星轨道半径为R ，周期为T ，由题意知T ＝1天，月球轨道半径为60R 地，周期为T 0＝27天，由R 3T 2＝(60R 地)3T 20得：R ＝3T 2T 20×60R 地＝ 3⎝⎛⎭⎫1272×60R 地＝6.67R 地 卫星离地高度H ＝R －R 地＝5.67R 地＝5.67×6 400 km ＝3.63×104 km.答案：3.63×104 km。
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例题一：
❖ 木星绕太阳转动的周期为地球绕太阳转 动的周期的12倍,则木星绕太阳运动的轨 道半长轴约为地球绕太阳半长轴的几倍?
解 :因为中心天体都是太阳， 所以有
R木3
T
2 木
R地3 T地2
R木 3
R地3 T木2 T地2
3 122 R地 5R地
例题二：
❖ 某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动, 其轨道半径为月球绕地球轨道半径的 1/3,则卫星运行的周期大约是多少?
行星的运动
一、地心说
❖ 托勒密于公元二世纪， 提出了自己的宇宙结构 学说，即“地心说”.
❖ 地心说认为地球是宇宙 的中心，是静止不动的， 太阳、月亮及其他的行 星都绕地球运动．
❖ 地心说直到16世纪才被 哥白尼推翻.
托勒密
二、日心说
❖ 哥白尼在16世纪提出 了日心说．
❖ 日心说认为太阳是静 止不动的，地球和其 他行星都绕太阳运 动．
实际上行星绕太阳的运动很 接近圆，在中学阶段，可近似 看成圆来处理问题，那么开普 勒三定律的形式又如何？
1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接 近圆，太阳处在圆心；
2、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、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。
地球
F
F
Ra 3 T2
k
a
比值k是与行星无
关而只与太阳有
关的恒量．
需要注意： （1）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过
此时比值 k 是由行星质量所决定的另一恒量．(即K的值 由中心天体决定)
（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是 做匀速圆周运动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出 来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星 运动所取得的资料中总结出来的．
开普勒三定律
1. 开普勒第一定律：
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。
地球
F
F
a
2.开普勒第二定律：
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
S1
S2
S1= S2
离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢．
３．开普勒第三定律：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．
❖ 1543 年哥白尼的《天 体运行论》 出版，书 中详细描述了日心说 理论.
哥白尼
第谷,1576 年,在丹麦 国王的资助 下,建立天 文台.被称 为“星学之 王”.
1609年开普勒在《新天文学》 一书中公布了开普勒第一、第二 定律，1619年又公布了开普勒第 三定律。
被称为“地球的卫星，
故有 R人3 T人2
R月3 T月2
T人
R人3 T月2 R月3
217T月
T月 5
例题三：
❖月球环绕地球运动的轨道半径 约为地球半径的60倍，运行周 期约为27天。应用开普勒定律 计算：在赤道平面内离地面多 少高度，人造地球卫星可以随 地球一起转动，就像停留在天 空中不动一样．
课堂训练
1、哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文 学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会 出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？
提供数据：
（1）地球公转接近圆，彗星的运动轨道则是 一个非常扁的椭圆；
（2）彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半 径R2的18倍。
❖ 课后练习： ❖ 1、P33页问题与练习； ❖ 2、大视野第一节。