6.1行星的运动 学案.doc

登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网61行星的运动学习目标1了解地心说和日心说两种不同的观点2理解开普勒行星运动三定律并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题知识探究一天体运动的两种对立的学说导学探究我们经常看到太阳自地球东方升起又落到地球西方也就是说我们看到的现象似乎是太阳绕地球转这正是古代人们对天体运动存在的一种看法你知道古代人们对天体运动的认识主要存在哪些观点吗知识梳理关于天体运动的两种对立学说1地心说是宇宙的中心是静止不动的太阳月亮以及其他行星都绕运动地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密2日心说是宇宙的中心是静止不动的所有行星都绕太阳做地球是绕旋转的行星月球是绕旋转的卫星它绕地球做匀速圆周运动同时还跟地球一起绕太阳旋转www21cnjycom天体不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日心说的代表人物是即学即用多选关于行星运动下列说法正确的是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太阳是宇宙的中心地球是围绕太阳运动的一颗行星C宇宙每时每刻都是运动的静止是相对的D无论是日心说还是地心说在研究行星运动时都是有局限性的二开普勒行星运动定律导学探究1古人认为太阳行星等天体做什么运动开普勒认为行星做什么样的运动他是怎样得出这一结论的21cnjy2开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网知识梳理开普勒三定律1第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是太阳处在这些椭圆的一个上21教育名师原创作品2第二定律对任意一个行星来说它与太阳的连线在内扫过的面积3第三定律所有行星的轨道的的三次方跟它的的二次方的比值都其表达式为a3T2k其中a是椭圆轨道的半长轴T是行星绕太阳公转的周期k是一个对所有行星都相同的常量即学即用关于行星绕太阳运动下列说法正确的是A行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中其速度与行星和太阳之间的距离有关距离小时速度小距离大时速度大B所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动太阳在椭圆轨道的一个焦点上C所有行星绕太阳运动的周期都是相等的D所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比三中学阶段对天体运动的处理方法导学探究由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近因此在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理这样处理后根据开普勒第二定律行星做什么运动知识梳理天体运动的处理方法1行星绕太阳运动的轨道十分接近圆太阳处在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21cnjycom3所有行星的轨道的跟它的的比值都相等即r3T2k来源21世纪教育网即学即用多选两颗小行星都绕太阳做圆周运动其周期分别是T3T则A它们轨道半径之比为13B它们轨道半径之比为139C它们运动的速度之比为331D以上选项都不对登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网典例精析一对开普勒定律的理解例1关于行星绕太阳运动的说法正确的是A太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形并不都是椭圆C行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直总结提升1由开普勒第一定律知太阳系中的八大行星有一个共同的焦点太阳2由开普勒第二定律知当离太阳比较近时行星运行的速度比较快而离太阳比较远时行星运行的速度比较慢21教育网3在开普勒第三定律中所有行星绕太阳转动的k值均相同但对不同的天体系统k值不相同k值的大小由系统的中心天体决定21cnjy注意开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动也适用于卫星绕地球的运动二开普勒第二定律的应用例2如图1所示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va则过近日点时行星的速率为图1AvbbavaBvbabvaCvbabvaDvbbava总结提升开普勒第二定律揭示的是同一行星在离太阳不同距离时的运动快慢的规律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三开普勒第三定律的应用例3已知两个行星的质量m12m2公转周期T12T2则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比a1a2为21世纪教育网版权所有A12B2C34D134总结提升登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网开普勒第三定律揭示的是不同行星运动快慢的规律应用时要注意以下两个问题1首先判断两个行星的中心天体是否相同只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立2明确题中给出的周期关系或半径关系之后根据开普勒第三定律列式求解针对训练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火星与木星公转周期相等B火星和木星绕太阳运行速度的大小始终不变C太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上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达标检测1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对行星运动的描述也变得简单了C地球是围绕太阳运动的D太阳总是从东方升起从西方落下2关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是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运动周期越长D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3某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图2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点的大则太阳是位于21cnjycom21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站图2AF2BACF1DB41980年10月14日中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星2001年12月21日经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准将这颗小行星命名为钱学森星以表彰这位两弹一星的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献若将地球和钱学森星绕太阳的运动看作匀速圆周运动它们的运行轨道如图3所示已知钱学森星绕太阳运行一周的时间约为34年设地球绕太阳运行的轨道半径为R则钱学森星绕太阳运行的轨道半径约为21cnjycom登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站图3A334RB34RC31156RD1156R登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网答案精析知识探究一导学探究地心说和日心说地心说地球是宇宙的中心是静止不动的太阳等其它行星围绕地球运转日心说太阳是静止不动的地球和其它行星都绕太阳运转知识梳理1地球地球2太阳匀速圆周运动太阳地球哥白尼即学即用CD宇宙是一个无限的空间太阳系只是其中很小的一个星系日心说的核心是认为太阳是各行星运动的中心而地心说认为地球是各行星运动的中心二导学探究1古人认为天体做的是最完美最和谐的匀速圆周运动开普勒认为行星做椭圆运动他发现假设行星做匀速圆周运动计算所得的数据与观测数据不符只有认为行星做椭圆运动才能解释这种差别2从行星运动轨道行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律www21cnjycom知识梳理1椭圆焦点2相等的时间相等3半长轴公转周期相等即学即用B由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大距离大时速度小A错误由开普勒第一定律知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正确由开普勒第三定律知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CD错误21世纪教育网三导学探究匀速圆周运动知识梳理1圆心2匀速圆周运动3半径的三次方公转周期的二次方即学即用BC由题知周期比T1T213根据R31T21R32T22可得R1R2T1T223139又因为v2RT所以v1v2R1T2R2T133来源21cnjycom典例精析例1AC太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上选项A正确B错误行星的运动是曲线运动运动方向总是沿着轨道的切线方向选项C正确行星从近日点向远日点运动时行星的运动方向和它与太阳登陆21世纪教育助您教考全无忧21世纪教育网www21cnjycom第页共页版权所有世纪教育网连线的夹角大于90行星从远日点向近日点运动时行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90选项D错误出处21教育名师例2C若行星从轨道的A点经足够短的时间t运动到A点则与太阳的连线扫过的面积可看作扇形其面积SAavat2若行星从轨道的B点也经时间t运动到B点则与太阳的连线扫过的面积SBbvbt2根据开普勒第二定律得avat2bvbt2即vbabva故C正确例3C由开普勒第三定律知a3T2k和行星的质量无关由a31T21a32T22得a1a23T1T22321234所以C正确版权所有21教育针对训练C根据开普勒第三定律r3T2kk为常数火星与木星公转的半径不等所以火星与木星公转周期不相等故A错误开普勒第二定律对每一个行星而言太阳与行星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B错误相同时间内太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等是对同一个行星而言故D错误开普勒第一定律的内容为所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动太阳处于椭圆的一个焦点上故C正确21cnjycom达标检测1B托勒密的地心说可以解释行星的逆行问题但非常复杂缺少简洁性而简洁性正是物理学所追求的哥白尼的日心说当时之所以能被人们所接受正是因为这一点2D所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆但不是同一轨道太阳处在椭圆的一个焦点上故AB错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离太阳越近的行星其运动周期越短故C错D对3A根据开普勒第二定律太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积因为行星在A点的速率比在B点的速率大所以太阳在离A点近的焦点上故太阳位于F24C根据开普勒第三定律有R3钱T2钱R3T2解得R钱3T2钱T2R31156R故C正确