高一物理必修二优质课公开课学案3.1.pdf

1.天体运动

课标要求

1.了解地心说和日心说，了解人类认识行星运动规律过程的曲折性，感悟真理来之不易．

2．知道开普勒行星运动定律的内容，知道在中学阶段研究行星运动时的近似处理．

3．能用开普勒行星运动定律分析一些简单的行星运动问题．

思维导图

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、地心说和日心说

1．地心说：公元150年前后，古希腊学者托勒密构建了地心宇宙体系．他认为地球位

于宇宙的中心，是静止不动的，其他天体绕地球转动．

2．日心说：波兰天文学家哥白尼提出日心说，认为太阳是静止不动的，地球和其他行

星都绕太阳运行．

[导学1]

日心说的局限性：日心说没能摆脱地心说的错误观念，认为行星在圆轨道上做匀速圆周

运动，实际上所有行星轨道都是椭圆，运动速度大小也不是恒定的．

二、开普勒行星运动定律

1．开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的

一个焦点上．

2．开普勒第二定律：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积．

3．开普勒第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比是一个常量．其

3

r

表达式为＝k，其中r代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，比值k是一个与行星无关

T2

的常量．

[导学2]

(1)同一行星在近日点的速度最大，在远日点的速度最小．

(2)行星的公转周期与轨道半长轴之间有依赖关系，半长轴越长的行星，其公转周期越

长．

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一开普勒定律的理解

导学探究

如图为太阳系的八大行星绕太阳的运动示意简图，请探究以下问题：

(1)行星的轨道是什么样的？

(2)太阳的位置有什么特点？

(3)行星在轨道上不同位置的速度大小有什么特点？

(4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？

归纳总结

1.对开普勒第一定律的理解——确定行星运动的轨道

(1)行星绕太阳运动的轨道严格来说不是圆而是椭圆，不同行星的轨道是不同的．

(2)太阳不在椭圆的中心，而是在其中的一个焦点上，太阳的位置是所有行星轨道的一

个共同焦点．

(3)行星与太阳间的距离是不断变化的．

2．对开普勒第二定律的理解——确定行星运动的快慢

(1)行星离太阳越近时速度越大，在近日点速度最大；行星靠近太阳时速度增大．

(2)行星离太阳越远时速度越小，在远日点速度最小；行星远离太阳时速度减小．

(3)“行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等”是对同一颗行星来说的，不

同的行星之间则无法比较．

3．对开普勒第三定律的理解——确定行星运动的周期

3

r

(1)公式：＝k，k是一个对所有行星都相同的物理量，由中心天体太阳决定，与行星

T2

无关．

(2)椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，则公转周期越短．

典例示范

例1(多选)关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有()

A．所有人造地球卫星都在同一椭圆轨道上绕地球运动

B．卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时速率小

C．卫星离地球越远，周期越大

33

aa

D．对于卫星绕地球运动的值与月球绕地球运动的值相同

T2T2

素养训练1(多选)如图所示，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