資源簡介 1.行星的運動探究點一 對開普勒定律的理解1.地心說與日心說 代表人物:托勒密(1)地心說:________是宇宙的中心,是________的,太陽、月球以及其他星體都繞________運動.代表人物:哥白尼(2)日心說:________是靜止不動的,地球和其他行星都繞________運動.兩種學說都不正確(3)局限性:都把天體的運動看得很神圣,認為天體的運動必然是最完美、最和諧的__________,而與丹麥天文學家________的觀測數據不符.2.開普勒三定律續表【情境思考】地球繞太陽運動的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至時地球所在的位置如圖所示.太陽是否在軌道平面的中心?夏至、冬至時地球到太陽的距離是否相同? 【思維提升】定律 認識角度 理解開普勒第 一定律 對空間分 布的認識 各行星的橢圓軌道盡管大小不同,但太陽是所有軌道的一個共同焦點不同行星的軌道是不同的,可能相差很大開普勒第 二定律 對速度大 小的認識 行星沿橢圓軌道運動靠近太陽時速度增大,遠離太陽時速度減小近日點速度最大,遠日點速度最小例1 地球和火星繞太陽運動的軌道示意圖如圖所示,下列說法正確的是( )A.太陽既是火星軌道的焦點,又是地球軌道的焦點B.地球靠近太陽的過程中,運行速度的大小不變C.在相等時間內,火星和太陽的連線掃過的面積與地球和太陽的連線掃過的面積相等D.火星繞太陽運行一周的時間比地球繞太陽運行一周用的時間短[解題心得] 例2 理論和實踐證明,開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動,而且對一切天體(包括衛星繞行星的運動)都適用.對于開普勒第三定律的公式=k,下列說法正確的是( )A.公式只適用于軌道是橢圓的運動B.式中的k值,對于所有星系中的中心天體都相等C.式中的k值,只與中心天體有關,與繞中心天體旋轉的行星(或衛星)無關D.若已知月球與地球之間的距離,根據公式可求出地球與太陽之間的距離[解題心得] 練1 如圖所示,八大行星沿橢圓軌道繞太陽公轉,下列說法中正確的是( )A.太陽處在八大行星的橢圓軌道的一個公共焦點上B.火星繞太陽運行過程中,速率不變C.土星比地球的公轉周期小D.地球和土星分別與太陽的連線在相同時間內掃過的面積相等探究點二 開普勒定律的應用【情境思考】火星和地球繞太陽運轉的軌道示意圖如圖所示,觀察圖中地球、火星的位置,請思考:(1)地球和火星,誰的公轉周期更長?(2)根據地球的公轉周期計算火星的公轉周期還需要知道什么數據? 【思維提升】1.開普勒第三定律的適用范圍天體的運動可近似看成勻速圓周運動,開普勒第三定律既適用于做橢圓運動的天體,也適用于做圓周運動的天體.2.開普勒第三定律的應用(1)知道了行星到太陽的距離,就可以由開普勒第三定律計算或比較行星繞太陽運行的周期.反之,知道了行星的周期,也可以計算或比較其到太陽的距離.(2)知道了彗星的周期,就可以由開普勒第三定律計算彗星軌道的半長軸.反之,知道了彗星軌道的半長軸也可以求出彗星的周期.3.k值表達式=k中的常數k,只與中心天體的質量有關.如研究行星繞太陽運動時,常數k只與太陽的質量有關,研究衛星繞地球運動時,常數k只與地球的質量有關.例3 如圖為北半球二十四個節氣時地球在公轉軌道上位置的示意圖,其中冬至時地球離太陽最近.地球公轉線速度最大的節氣是( )A.春分 B.夏至C.秋分 D.冬至[解題心得] 例4 2023年8月10日,我國成功發射首顆人工智能衛星—地衛智能應急一號,標志著我國在人工智能與航天領域的重大突破.假設繞地球做勻速圓周運動時,該衛星的周期是地球同步衛星周期的,則它與地球同步衛星的軌道半徑之比為( )A.B.C.D.[解題心得] 練2 太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動,其中火星軌道半長軸為1.524天文單位(地球到太陽的平均距離為1個天文單位).則火星公轉一周約為( )A.0.8年 B.2年C.3年 D.4年練3 如圖所示,衛星A繞地球做勻速圓周運動,軌道半徑為r.衛星B的軌跡為橢圓,其遠地點在衛星A的軌道上,近地點距地面的高度與地球半徑相比,可忽略不計.已知地球半徑為R,不考慮其他天體對衛星A、B的影響,則A、B的周期之比約為( )A.1∶1 B.C. D.1.哪一位科學家提出所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓( )A.托勒密 B.哥白尼C.開普勒 D.牛頓2.[2024·溫州高一檢測]開普勒被譽為“天空的立法者”.關于開普勒行星運動定律,下列說法正確的是( )A.太陽系的行星繞太陽做勻速圓周運動B.同一行星在繞太陽運動時,在近日點的速度小于在遠日點的速度C.繞太陽運行的多顆行星中,距離太陽越遠的行星運行周期越大D.地球在宇宙中的地位獨特,太陽和其他行星都圍繞著它做圓周運動3.中國科幻電影《流浪地球》中為了讓地球逃離太陽系,人們在地球上建造特大功率發動機,使地球完成一系列變軌操作.地球在橢圓軌道Ⅰ上運行到遠日點B變軌,進入橢圓軌道Ⅱ.在橢圓軌道Ⅱ上運行到B點……最終擺脫太陽束縛.對于該逃離過程,下列軌道示意圖可能正確的是( )4.地球的公轉軌道接近圓,但哈雷彗星的繞日運動軌道則是一個非常扁的橢圓,如圖所示.天文學家哈雷成功預言哈雷彗星的回歸,哈雷彗星最近出現的時間是1986年.已知哈雷彗星軌道半長軸約為17.8 AU(地球和太陽之間的距離為1 AU).預計哈雷彗星下次回歸將在( )A.2023年 B.2049年C.2061年 D.2081年5.如圖所示,衛星甲、乙均繞地球做勻速圓周運動,軌道平面互相垂直,乙的軌道半徑是甲的倍.將兩衛星和地心在同一直線且乙在甲正上方的位置狀態稱為“相遇”,則從某次“相遇”后,甲運動6圈的時間內,甲、乙衛星將“相遇”( )A.2次 B.3次C.4次 D.5次溫馨提示:請完成分層訓練素養提升(十五)1.行星的運動導學 掌握必備知識 強化關鍵能力探究點一1.(1)地球 靜止不動 地球 (2)太陽 太陽(3)勻速圓周運動 第谷2.橢圓 橢圓 焦點 時間 面積 公轉周期情境思考答案:太陽不在軌道中心,而在軌道的焦點上.夏至、冬至時地球到太陽的距離不相同,夏至時地球離太陽遠些.[例1] 解析:根據開普勒第一定律可知,所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點上,故A正確;根據開普勒第二定律可知,對同一個行星而言,行星與太陽的連線在相同時間內掃過的面積相等,且行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化,離太陽越近速率越大,所以地球靠近太陽的過程中,運行速率將增大,故B、C錯誤;根據開普勒第三定律可知,所有行星軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等,由于火星的半長軸比較大,所以火星繞太陽運行一周的時間比地球的長,故D錯誤.答案:A[例2] 解析:行星和衛星的軌道可以近似為圓,公式=k也適用,故選項A錯誤.比例系數k是一個由中心天體決定而與行星無關的常量,但在不同的星系中,k值不同,故選項B錯誤,C正確.月球繞地球轉動的k值與地球繞太陽轉動的k值不同,故選項D錯誤.答案:C練1 解析:根據開普勒第一定律可知,太陽處在每顆行星的橢圓軌道的一個焦點上,故必然處在八大行星的橢圓軌道的一個公共焦點上,故A正確;根據開普勒第二定律可知,火星繞太陽運行過程中,在離太陽較近的位置運行速率較大,在離太陽較遠的位置運行速率較小,故B錯誤;由題圖可知,土星軌道的半長軸比地球軌道的半長軸長,根據開普勒第三定律=k可知,土星比地球的公轉周期大,故C錯誤;根據開普勒第二定律可知,同一顆行星與太陽連線在相等的時間內掃過的面積相等,而地球和土星不是同一顆行星,二者分別與太陽的連線在相同時間內掃過的面積不相等,故D錯誤.答案:A探究點二情境思考答案:(1)根據開普勒第三定律,因為火星的軌道半徑更大,所以火星的公轉周期更長.(2)根據=k,要計算火星的公轉周期,除了要知道地球的公轉周期,還要知道地球和火星繞太陽公轉的軌道半徑.[例3] 解析:根據開普勒第二定律,地球在近日點運動速度最大,故地球公轉線速度最大的節氣是冬至.故選D.答案:D[例4] 解析:設該衛星的周期為T1,軌道半徑為r1,地球同步衛星周期為T2,軌道半徑為r2,根據開普勒第三定律可得=,由題意可得=,聯立可得該衛星與地球同步衛星的軌道半徑之比為=,故選B.答案:B練2 解析:由開普勒第三定律可得=,得T火≈2年,故A、C、D錯誤,B正確.答案:B練3 解析:由開普勒第三定律可得=,解得=.故選D.答案:D導練 隨堂檢測診斷 落實學科素養1.解析:開普勒提出了開普勒第三定律,其中開普勒第一定律內容為“所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上”,故A、B、D錯誤,C正確.答案:C2.解析:根據開普勒第一定律可知,太陽系的行星沿橢圓軌道繞太陽運動,故A、D錯誤;根據開普勒第二定律,即行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等,可知行星在遠日點速度小,在近日點速度大,故B錯誤;根據開普勒第三定律,即所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比相等,故離太陽越遠,軌道半長軸越大,行星的公轉周期越大,故C正確.答案:C3.解析:根據開普勒第一定律可得,太陽在橢圓軌道的一個焦點上,由題意可知B點是橢圓軌道的遠日點,地球在做離心運動,A正確,B、C、D錯誤.答案:A4.解析:根據題意,由開普勒第三定律=k可得=,代入數據解得T哈≈75年,則預計哈雷彗星下次回歸將在2061年.故選C.答案:C5.解析:由開普勒第三定律可得()2=()3=25,解得T乙=5T甲,故甲每轉2圈半時間內乙轉半圈,就會“相遇”一次,故甲運動6圈的時間內,甲、乙衛星將“相遇”2次,A正確.答案:A21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共65張PPT)1.行星的運動核 心 素 養 學 習 目 標物理觀念 (1)了解地心說和日心說兩種不同的觀點,牢記兩種觀點的代表人物.(2)理解開普勒行星運動三定律,能夠運用開普勒定律解決一些簡單問題.科學思維 知道行星繞太陽運動的原因(太陽對行星的引力).科學探究 查詢相關資料,了解行星運動;聽老師講解相關知識,和老師一起歸納.科學態度與責任 (1)培養學生通過觀察思考,建立模型,解決實際問題的能力.(2)培養學生尊重客觀事實的科學態度和社會責任感.探究點一 對開普勒定律的理解1.地心說與日心說 代表人物:托勒密(1)地心說:________是宇宙的中心,是________的,太陽、月球以及其他星體都繞________運動.代表人物:哥白尼(2)日心說:________是靜止不動的,地球和其他行星都繞________運動.兩種學說都不正確(3)局限性:都把天體的運動看得很神圣,認為天體的運動必然是最完美、最和諧的____________,而與丹麥天文學家________的觀測數據不符.地球靜止不動地球太陽太陽勻速圓周運動第谷2.開普勒三定律橢圓橢圓焦點時間面積續表公轉周期【情境思考】地球繞太陽運動的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至時地球所在的位置如圖所示.太陽是否在軌道平面的中心?夏至、冬至時地球到太陽的距離是否相同?答案:太陽不在軌道中心,而在軌道的焦點上.夏至、冬至時地球到太陽的距離不相同,夏至時地球離太陽遠些.【思維提升】定律 認識角度 理解開普勒第一定律 對空間分布的認識 各行星的橢圓軌道盡管大小不同,但太陽是所有軌道的一個共同焦點不同行星的軌道是不同的,可能相差很大開普勒第二定律 對速度大小的認識 行星沿橢圓軌道運動靠近太陽時速度增大,遠離太陽時速度減小近日點速度最大,遠日點速度最小例1 地球和火星繞太陽運動的軌道示意圖如圖所示,下列說法正確的是( )A.太陽既是火星軌道的焦點,又是地球軌道的焦點B.地球靠近太陽的過程中,運行速度的大小不變C.在相等時間內,火星和太陽的連線掃過的面積與地球和太陽的連線掃過的面積相等D.火星繞太陽運行一周的時間比地球繞太陽運行一周用的時間短答案:A解析:根據開普勒第一定律可知,所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點上,故A正確;根據開普勒第二定律可知,對同一個行星而言,行星與太陽的連線在相同時間內掃過的面積相等,且行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化,離太陽越近速率越大,所以地球靠近太陽的過程中,運行速率將增大,故B、C錯誤;根據開普勒第三定律可知,所有行星軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等,由于火星的半長軸比較大,所以火星繞太陽運行一周的時間比地球的長,故D錯誤.答案:C練1 如圖所示,八大行星沿橢圓軌道繞太陽公轉,下列說法中正確的是( )A.太陽處在八大行星的橢圓軌道的一個公共焦點上B.火星繞太陽運行過程中,速率不變C.土星比地球的公轉周期小D.地球和土星分別與太陽的連線在相同時間內掃過的面積相等答案:A探究點二 開普勒定律的應用【情境思考】火星和地球繞太陽運轉的軌道示意圖如圖所示,觀察圖中地球、火星的位置,請思考:(1)地球和火星,誰的公轉周期更長?(2)根據地球的公轉周期計算火星的公轉周期還需要知道什么數據?【思維提升】1.開普勒第三定律的適用范圍天體的運動可近似看成勻速圓周運動,開普勒第三定律既適用于做橢圓運動的天體,也適用于做圓周運動的天體.2.開普勒第三定律的應用(1)知道了行星到太陽的距離,就可以由開普勒第三定律計算或比較行星繞太陽運行的周期.反之,知道了行星的周期,也可以計算或比較其到太陽的距離.(2)知道了彗星的周期,就可以由開普勒第三定律計算彗星軌道的半長軸.反之,知道了彗星軌道的半長軸也可以求出彗星的周期.例3 如圖為北半球二十四個節氣時地球在公轉軌道上位置的示意圖,其中冬至時地球離太陽最近.地球公轉線速度最大的節氣是( )A.春分 B.夏至C.秋分 D.冬至答案:D解析:根據開普勒第二定律,地球在近日點運動速度最大,故地球公轉線速度最大的節氣是冬至.故選D.答案:B練2 太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動,其中火星軌道半長軸為1.524天文單位(地球到太陽的平均距離為1個天文單位).則火星公轉一周約為( )A.0.8年 B.2年C.3年 D.4年答案:B答案:D 1.哪一位科學家提出所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓( )A.托勒密 B.哥白尼C.開普勒 D.牛頓答案:C解析:開普勒提出了開普勒第三定律,其中開普勒第一定律內容為“所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上”,故A、B、D錯誤,C正確.2.[2024·溫州高一檢測]開普勒被譽為“天空的立法者”.關于開普勒行星運動定律,下列說法正確的是( )A.太陽系的行星繞太陽做勻速圓周運動B.同一行星在繞太陽運動時,在近日點的速度小于在遠日點的速度C.繞太陽運行的多顆行星中,距離太陽越遠的行星運行周期越大D.地球在宇宙中的地位獨特,太陽和其他行星都圍繞著它做圓周運動答案:C解析:根據開普勒第一定律可知,太陽系的行星沿橢圓軌道繞太陽運動,故A、D錯誤;根據開普勒第二定律,即行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等,可知行星在遠日點速度小,在近日點速度大,故B錯誤;根據開普勒第三定律,即所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比相等,故離太陽越遠,軌道半長軸越大,行星的公轉周期越大,故C正確.3.中國科幻電影《流浪地球》中為了讓地球逃離太陽系,人們在地球上建造特大功率發動機,使地球完成一系列變軌操作.地球在橢圓軌道Ⅰ上運行到遠日點B變軌,進入橢圓軌道Ⅱ.在橢圓軌道Ⅱ上運行到B點……最終擺脫太陽束縛.對于該逃離過程,下列軌道示意圖可能正確的是( )答案:A解析:根據開普勒第一定律可得,太陽在橢圓軌道的一個焦點上,由題意可知B點是橢圓軌道的遠日點,地球在做離心運動,A正確,B、C、D錯誤.4.地球的公轉軌道接近圓,但哈雷彗星的繞日運動軌道則是一個非常扁的橢圓,如圖所示.天文學家哈雷成功預言哈雷彗星的回歸,哈雷彗星最近出現的時間是1986年.已知哈雷彗星軌道半長軸約為17.8 AU(地球和太陽之間的距離為1 AU).預計哈雷彗星下次回歸將在( )A.2023年 B.2049年C.2061年 D.2081年答案:C答案:A答案:C2.(4分)[2024·綿陽市高一期末]太陽系八大行星繞太陽運動,下列說法正確的是( )A.太陽處在八大行星繞太陽運動的所有橢圓軌道的一個焦點上B.金星比地球離太陽近,金星公轉周期比地球公轉周期大C.水星與地球在同一橢圓軌道上繞太陽運動D.從火星到太陽的連線越長,火星運動得越快答案:A3.(4分)地球沿橢圓軌道繞太陽運行,月球沿橢圓軌道繞地球運行.下列說法正確的是( )A.地球位于月球運行軌道的中心B.地球在近日點的運行速度大于其在遠日點的運行速度C.地球與月球公轉周期二次方之比等于它們軌道半長軸三次方之比D.相同時間內,地球與太陽連線掃過的面積等于月球與地球連線掃過的面積答案:B解析:地球位于月球橢圓軌道的一個焦點上,A錯誤;根據開普勒第二定律可知,地球在近日點的速度大于地球在遠日點的速度,B正確;所有行星軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等,但地球與月球不是繞同一個中心天體運動,不滿足這一結論,C錯誤;地球與月球運行的中心天體不同,根據開普勒第二定律知,相等時間內,地球與太陽連線掃過的面積不等于月球與地球連線掃過的面積,D錯誤.4.(4分)太陽系有八大行星,八大行星離太陽的遠近不同,繞太陽運行的周期也不相同.下列行星軌道半長軸與公轉周期的關系圖像中正確的是( )答案:D 5.(4分)[2024·北碚西南大學附中期末]如圖所示,為地球沿橢圓軌道繞太陽運動過程中的五個位置,分別對應我國的五個節氣,下列說法正確的是( )A.夏至時地球公轉的速度最大B.冬至到夏至,地球公轉的速度逐漸減小C.從冬至到春分的時間大于地球公轉周期的四分之一D.從冬至到春分的時間等于春分到夏至的時間答案:B解析:由題圖可知,夏至時地球在遠日點,公轉速度最小,冬至在近日點,公轉速度最大,則冬至到夏至,地球公轉的速度逐漸減小,故A錯誤,B正確;由題圖可知,從冬至到夏至的運動時間為地球公轉周期的一半,由于離太陽越近,地球公轉的速度越大,則從冬至到春分的時間小于地球公轉周期的四分之一,從春分到夏至的時間大于地球公轉周期的四分之一,故C、D錯誤.6.(4分)[2024·六盤水市高一期中]C/2021S4彗星上一年,地上逾千年,C/2021S4是紫金山天文臺發現的彗星,這顆彗星的軌道更扁一些,軌道周期更長,繞太陽旋轉一圈大約需要1 000年,若地球距太陽距離為r,則該彗星繞太陽旋轉的半長軸約為( )A.1 000r B.100rC.10r D.不確定答案:B答案:A答案:B答案:C 答案:A11.(4分)[2024·江蘇南京模擬]某行星繞太陽運動的軌道如圖所示,則以下說法正確的是( )A.該行星在A點的向心加速度比在b、c兩點的都大B.該行星在A點的速度比在b、c兩點的速度都更小C.行星與太陽的連線在相等時間內掃過的面積是不相等的D.行星繞太陽做勻速圓周運動,太陽在圓心上答案:A12.(4分)[2024·云南師大附中質檢]如圖所示,“天問一號”從地球發射后,沿著地火轉移橢圓軌道從P點運動到Q點.已知地球和火星繞太陽的公轉軌道半徑分別為1.5×1011 m和2.3×1011 m,則“天問一號”從P點運動到Q點的時間約為( )A.0.2年 B.0.7年C.1.4年 D.2.0年答案:B答案:D14.(4分)天文愛好者小郭在10月29日通過衛星過境的GoSAtWAtch獲得天和空間站過境運行軌跡(如圖甲),通過微信小程序“簡單夜空”,點擊“中國空間站過境查詢”,獲得中國天和空間站過境連續兩次最佳觀察時間信息(如圖乙,11月2日開始時間17:50:08和11月3日開始時間18:28:40),這兩次連續過境中空間站繞地球共轉過16圈,但因白天天空太亮或夜晚空間站處在地球陰影中而造成觀察時機不佳.地球自轉周期為24 h,不考慮空間站軌道修正,由以上信息可得同步衛星的軌道半徑是天和空間站的軌道半徑的( )A.3.6倍 B.6.3倍C.9.6倍 D.12倍答案:B 展開更多...... 收起↑ 資源列表 人教版高中物理必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運動學案.docx 人教版高中物理必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行1行星的運動課件.ppt 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫