71行星的运动（讲义）.docx

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7.1行星的运动

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【目标导航】 2

【思维导图】 2

【教材详解】 2

知识点1：天体运动的两种学说 2

知识点2：开普勒行星运动定律 3

【经典题型】 4

题型01天体运动的探索历程 4

题型02对开普勒第一定律的理解 4

题型03对开普勒第二定律的理解及应用 7

题型04开普勒第三定律的理解及应用 9

题型05开普勒三达定理的综合应用 11

【课后巩固】 14

【基础练·强化巩固】 14

【拓展练·培优拔高】 19

课堂目标

关键词

1.了解对行星运动规律的认识历程，知道开普勒行星运动定律。

2.知道行星绕太阳运动的原因，明确引力提供了行星绕太阳运动的向心力。

3.了解科学研究是凭借对现象的观测、模型的构建及模型与事实之间的相互作用，获得物理规律。

4.字宙的和谐是科学研究的动力，实事求是是科学研究的态度和责任。

①地心说、日心说

②椭圆轨道

③开普勒三定律：

a.轨道定律b.面积定律c.周期定律

知识点1：天体运动的两种学说

【问题情景】自远古起，人们大都认为太阳、月球和星星都围绕地球运动。开普勒提出了行星运动的三大定律后，哥白尼的日心说才得以确立。

学说名称

地心说

日心说

代表人物

托勒密(古希腊)

哥白尼(波兰)

学说内容

地球是静止的，地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他星体都绕地球运动

太阳是静止的，太阳是宇宙的中心，地球和其他星体都绕太阳运动

说明

两种学说都是错误的，因为任何天体都在不停地运动。地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多，日心说能以简洁的理论解释天体的运动

【点拨】两种学说的局限性

【点拨】两种学说的局限性

日心说能解释许多地心说不能解释的自然现象，日心说仍然保留了宇宙中心的理论，在银河系中太阳也是运动的，太阳不是宇宙的中心，宇宙是没有中心的，日心说也不是完全正确的，但日心说比地心说完美，更接近事实。

知识点2：开普勒行星运动定律

哥白尼开创了天体运动的研究方向，丹麦天文学家第谷观测并记录了大量的天体运动数据，德国天文学家开普勒根据第谷的观测数据，提出了行星运动三定律。

1.开普勒运动行星定律

定律

内容

图示

开普勒第一定律（轨道定律）

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

开普勒第二定律（面积定律）

对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．

开普勒第三定律（周期定律）

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．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，即(k是太阳系中对所有行星都相同的常量，与行星无关)

【点拨】三大定律的理解

【点拨】三大定律的理解

（1）不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道是不同的，但都有一个共同的焦点；

（2）由开普勒第二定律可知，近日点速度最大，远日点的速度最小；

（3）开普勒三定律是对行星绕太阳道动规律的总结，但也适用于其他天体的运动、如月球烧地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动；

（4）在中，k值仅与该系统的中心天体的质量有关，与绕行的天体无关，a是半长轴，不是焦点到椭圆端点的距(易错点)。

2.开普勒定律的近似处理

大多数行星的轨道与圆十分接近，所以在中学阶段的研究中常常按圆周运动处理，这样，开普勒行星运动定律可以如下表述:

(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。

(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)大小不变，即行星做匀速圆周运动。

(3)所有行星轨道半径的三次方与它的公转周期的二次方的比值都相等。若用r表示行星轨道的半径，T代表公转周期，则

特别提示：曲线运动的条件

特别提示：曲线运动的条件

T是公转周期，不是自转周期。如地球的周期是1年，自转周期是1天。

题型01天体运动的探索历程

【典例1】（多选）（2324高一下·甘肃武威·期中）在对物理学家所做的科学贡献的叙述中，下列符合物理学史实的是（）

A．哥白尼认为所有的行星都围绕太阳做匀速圆周运动

B．第谷通过长时间的观测，最后总结出行星运动的三大定律

C．牛顿通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律

D．库仑用扭秤实验测出引力常量，由此他被称为第一个“测出地球质量的人”

【答案】AC

【详解】A．哥白尼建立了日心说，即太阳是太阳系的中心，所有的行星都围绕太阳做匀速圆周运动，故A正确；

B．天文学家开普勒通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律，故B错误；

C．牛顿通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律，故C正确；

D．卡文迪许测出了引力常量，被称为“称量地球