高中物理6.1行星的运动

6.1 行星的运动（课前学）

肥城三中高一物理组

一、学习目标

1、了解人类认识天体运动的历史过程。

2、理解开普勒三定律的内容及其简单应用，掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。

3、知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关。

4、学习科学家发现万有引力定律的过程与方法。

【自主学习】

一、人类认识天体运动的历史

1、“地心说”的内容及代表人物：

2、“日心说”的内容及代表人物：

二、开普勒行星运动定律的内容

开普勒第一定律：。

开普勒第二定律：。

开普勒第三定律：。即：

在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。

三、太阳与行星间的引力

牛顿根据开普勒第一、第二定律得出太阳对不同行星的引力与成正比，与成反比，即。然后，根据牛顿第三定律，推知行星对太阳的引力为，最后，得出：

【课前演练】

1、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则此卫星运行的周期大约是：（）

A．1－4天之间B．4－8天之间C．8－16天之间D．16－20天之间

2、两行星运行周期之比为1：2，其运行轨道的半长轴之比为：（）

A.1/2

B.

C.

D.

3、地球到太阳的距离是水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？（设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆轨道）

4．关于日心说被人们所接受的原因是（）

A．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．以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单了

C．地球是围绕太阳转的D．太阳总是从东面升起从西面落下

5、考察太阳M的卫星甲和地球m(m

A、r1>r2

B、r1

C、r1=r2

D、无法比较

6、设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为（）

A. 1/3

B. 1/9

C. 1/27

D. 1/18

6.1 行星的运动（课中案）

肥城三中高一物理组

一、教学目标

知识与技能

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．

过程与方法

通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解．

情感、态度与价值观

1．澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法．

2．感悟科学是人类进步不竭的动力

二、教学重点与难点

1、理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习．

2、对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识．

【精讲点拨】

例1、海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？

例2、有一颗太阳的小行星，质量是1.0×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。

例3、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，提出了“日心说”的如下四个观点，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，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。

例4．假设已知月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，假如地球对月球的万有引力突然消失，则月球的运动情况如何？若地球对月球的万有引力突然增加或减少，月球又如何运动呢？

【当堂达标】

1．关于地球和太阳，下列说法中正确的是（）

A．地球是围绕太阳运转的

B．太阳总是从东面升起，从西面落下，所以太阳围绕地球运转

C．由于地心说符合人们的日常经验，所以地心说是正确的

D．地球是围绕太阳做匀速圆周运动的

2．关于公式等，下列说法中正确的是（）

A．公式只适用于围绕太阳运行的行星

B．公式只适用于太阳系中的行星或卫星

C．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星

D．—般计算中，可以把行星或卫星的轨道看成圆，R只是这个圆的半径

3．关于公式中的常量k，下列说法中正确的是( )

A．对于所有星球的行星或卫星，k值都相等

B．不同星球的行星或卫星，k值不相等

C：k值是一个与星球无关的常量

D．k值是—个与星球有关的常量

4．银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8：1，则

(1)它们的轨道半径的比为( )

A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．1：4

(2)两行星的公转速度之比为( )

A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1

5．A、Bj两颗人造地球卫星质量之比为l：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为( )

A．1：2 B．1：4 C．2：1 D．4：1

6、下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( )

A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

B、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆

C、所有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、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比

7、两颗行星的质量分别为，绕太阳运行的轨道半长轴分别为，则它们的公转周期之比为（）

A、B、C、D、无法确定

8、古人认为天体的运动是最完美和谐的------运动，后来-----发现，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在----位置上。

9．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳处在所有；所有行星的轨道的半长轴的跟公转周期的的比值都相等．

10．两颗人造地球卫星A和B，A一昼夜绕地球转动nA圈，B一昼夜绕地球转动nB圈，那么A和B的运行轨道半径之比RA：RB＝．

11．若已知地球对它所有卫星的k值等于1.01×1013 m3／s2，试求出月球运行的轨道半径．(月球绕地球运转的周期大约是27天)

12、地球公转运行的轨道半径，若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径，其周期多长？

6.1 行星的运动（课后案）

1、关于公式R3 ／T2=k,下列说法中正确的是（）

A.公式只适用于围绕太阳运行的行星

B.不同星球的行星或卫星，k值均相等

C.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等

D.以上说法均错

2、地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（）

A. 1：27

B. 1：9

C. 1：3

D. 9：1

3、两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（）

A、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：3

B、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：

C、它们绕太阳运转的速度之比是：1：4

D、它们受太阳的引力之比是9：7

4、开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是（）

A.k是一个与行星无关的常量

B.R代表行星运动的轨道半径

C.T代表行星运动的自传周期

D.T代表行星绕太阳运动的公转周期