行星的运动导学案

行星的运动导学案

一、导入

【学习目标】

（1）了解地心说和日心说。

（2）知道开普勒行星三大运动定律的内容。

（3）理解开普勒行星运动定律内容，能用定律解决相关问题。

重点：开普勒行星三大运动定律

难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用

二．自学质疑

（一）“地心说”和“日心说”之争

学生阅读教材第一段，完成下列问题

○1、古代人们对天体运动存在哪些看法

○2、什么是“地心说”，什么是“日心说”

（二）、开普勒行星运动三大定律

学生阅读教材完成下列问题思考

○1古人认为天体做什么运动

想一想，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有什么关系

【思考】：如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，行星在远日点和近日点的速率哪一点大从近日点到远日点速度大小如何变化从远日点到近日点呢

这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值k是一个与

行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗

2.已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向

心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何

说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K 是一个与卫星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K 值不相同。K 与中心天体有关。

【 自学检测】

1.下列说法正确的是 ( )

A ．地球是宇宙的中心，是静止不动的

B ．太阳是宇宙的中心，是静止不动的

C ．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的

D ．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转

2.关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是 ( )

A ．太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点

B ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直

C ．行星在近日点的速率大于远日点的速率

D ．离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长

3. 关于公式a 3

T 2＝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

4.关于大阳“八大”行星的运动，以下说法正确的是 ( )

A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大

B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大

C ．水星的半长轴最短，公转周期最大

D ．海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长

探究二:开普勒三大定律的应用

问题1：为了便于研究行星的运动规律，我们该怎样理想化处理行星的轨道

问题2：把太阳系中各行星的运动近似看做匀速圆周运动，随各行星轨道半径的增大，其线速度，角速度，周期，向心加速度大小呈现怎样的变化规律

问题3：对于绕行星公转的卫星，是否也满足开普勒三大定律呢

【针对训练】

（1）关于开普勒第三定律的公式a 3/T 2=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星球运行的行星(或卫星)

C ．式中的k 值，对所有行星(或卫星)都相等

D ．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k 值不同

(2 ) 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，自转周期就越长

B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长

C ．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长

D ．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长

（3）太阳系中各行星随其轨道半径增大（ ）

A ．周期越小 B.线速度越小 C.角速度越小 D.向心加速度越小

(4)某一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径是月球轨道半径的1/3。则此卫星的周期大约为（ ）

～4天 ～8天 ～16天 ～20天

三、训练拓展

（1）【2013江苏高考】. 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

（2）理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的

运动)都适用．下面对于开普勒第三定律的公式a 3/T 2=K 的说法正确的是 ( )

A ．公式只适用于轨道是椭圆的运动

B ．式中的k 值，对于所有行星(或卫星)都相等

C ．式中的k 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关

D ．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离

（3）【2013上海高考】．若两颗人造地球卫星的周期之比为T 1∶T 2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R 1∶R 2＝＿＿＿＿，向心加速度之比a 1∶a 2＝＿＿＿＿。

（4）[2014·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＝天.2006年3月，天文学家新发现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

课后练习

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“日心说”现在看来都是不完全正确的

2.关于行星绕太阳的运动，下列说法中不．

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自转周期越长

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

3．关于开普勒第三定律a 3

T

2＝k ，下列说法中正确的是( )