2020高中物理人教版(2019)第二册课件：第七章 第1节行星的运动

解析
2．(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 答案 AD
解析
6．木星的公转周期约为12年，若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 答案 C
答案
解析 木星、地球都环绕太阳沿椭圆轨道运动，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，根据开普 勒第三定律得Tr3木2木＝Tr3地2地，r木＝ 3 TT2木 2地·r地≈5.2天文单位，C正确。
答案
wk.baidu.com
解析 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在近日点地球运行速率最大，故A正确，B错 误；春夏两季地球的平均速率比秋冬两季地球的平均速率小，又因地球所走 路程基本相等，故春夏两季时间长，C错误，D正确。
解析
3. 如图所示，火星和地球都在围绕太阳旋转，其运行轨道均为椭圆， 根据开普勒定律可知( )
答案
解析 由题图可知，飞船由A点到B点所需要的时间刚好是沿图中椭圆
轨道运动周期的一半，椭圆轨道的半长轴为
R＋R0 2
，设飞船沿椭圆轨道运动
的周期为T′，
R＋R03
根据开普勒第三定律有RT23＝
2 T′2

。
解析
解得T′＝T
R＋2RR03＝R＋2RR0T
□12 相等 ，即Tr32＝k。
核心模型 考点对点练
典型考点一
对开普勒定律的理解
1．(多选)对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是( )
A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变化的
B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的
C．一个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内
B．k是一个仅与中心天体有关的常量
C．该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动
D．若地球绕太阳运转的半长轴为a1，周期为T1，月球绕地球运转的半 长轴为a2，周期为T2，由开普勒第三定律可得Ta3121＝Ta3222
答案 BC
答案
解析 由开普勒第三定律知，T表示行星的公转周期，A错误；k仅由中
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
答案 C
答案
解析 太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，A错误；由于火星和 木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行速度的大小时刻 变化，B错误；根据开普勒第三定律可知，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，C正确；相同时间内，火星与太阳连线扫 过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，D错误。
解析
核心能力提升练
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
有关
D．行星绕太阳运动时，所有行星都在同一轨道上
答案 C
第1节 行星的运动
核心概念 规律再现
1．地心说与日心说
2．开普勒定律
3．行星运动的近似处理
(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在 □09 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)
□10 不变 ，即行星做
□11 匀速圆周 运动。
(3)所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都
答案 323 km
答案
解析 “神舟”五号飞船绕地球运动一周所用的时间为T1＝2114 h＝1.5
h，“静止”在赤道上空的卫星绕地球运动的周期为T2＝24 h，由开普勒第
三定律
r31 T21
＝
r32 T22
，得r1＝
T1 T2
2 3
·r2，则“神舟”五号离地面的高度为h＝r1－R地
A．火星绕太阳运动过程中，速率不变 B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 C．地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小 D．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面 积逐渐增大
答案 B
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。
答案 BD
答案
解析 由开普勒第二定律知，行星绕太阳运动时一定做变速曲线运动， A错误，B正确；根据开普勒第二定律知，行星与太阳的连线在相等的时间 内扫过的面积相等，所以在近日点时线速度大，C错误，D正确。
解析
3．(多选)下列对开普勒第三定律Ta32＝k的理解，正确的是(
)
A．T表示行星的自转周期
D．一个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内
答案 BC
答案
解析 根据开普勒第一定律(轨道定律)的内容：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。行星绕太阳运动的轨道是椭 圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，所以行星离太阳的距离是变化的，A错 误，B正确；一个行星围绕着太阳运动的轨道是椭圆，故轨道一定在某一固 定的平面内，C正确，D错误。
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。
解析
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？
＝TT12
2 3
·r2－R地，其中r2＝5.67R地＋R地＝6.67R地，代入数据得h≈323
km。
解析
解析
典型考点二
天体运动的规律及分析方法
5．如图是某行星绕某恒星运行的示意图，下列说法正确的是( )
A．速率最大点是B点 B．速率最小点是C点 C．该行星从A点运动到B点做减速运动 D．该行星从A点运动到B点做加速运动 答案 C
答案
解析 由开普勒第二定律知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过的 面积相等，该行星在A点速率最大，在B点速率最小，A、B错误；该行星由 A点到B点的过程中，离恒星的距离越来越远，所以该行星的速率越来越 小，即做减速运动，C正确，D错误。
解析
2．(多选)关于开普勒第二定律，下列理解正确的是( ) A．行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动 B．行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动 C．行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于 它在远日点处的线速度 D．行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面 积相等，故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度
心天体决定，中心天体不同，k不同，B正确，D错误；
a3 T2
＝k，适用于宇宙
中所有天体，C正确。
解析
4．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的速度的大小始终不变 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
答案
解析 哥白尼提出“日心说”，认为行星绕太阳做匀速圆周运动，故A
错误；开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在椭圆轨道的一个焦点
上，故B错误；开普勒第三定律的公式k＝
r3 T2
中r代表轨道半长轴，T代表公
转周期，比值k只与中心天体有关，故C正确；行星绕太阳运动时，所有行
星都在不同轨道上，故D错误。
解析
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。
答案 R＋4RR0T
R＋R0 2R