资源简介

3.1 天体运动 预习案 高一物理教科版（2019）必修第二册
1.熟悉地心说、日心说、开普勒三定律的演变过程。
2.了解描述椭圆轨道的基本参数（半长轴、焦点、离心率）
3.掌握开普勒三定律的物理意义及数学表达式。
重点
开普勒第三定律及其应用
难点
椭圆轨道的进阶运算例如半长轴与行星平均轨道半径的关系、近日点与日点的速度比较；
开普勒定律的适用范围
一、天体理论的发展史
理论 提出者 核心观点 意义
地心说 ①______ ②______为宇宙中心 建立本轮-均轮模型
日心说 ③______ ④______为宇宙中心 简化行星运动描述
椭圆定律 ⑤______ 行星沿⑥______轨道运动 首次精确吻合观测数据
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⑦_______，太阳处在所有椭圆的一个⑧_______上。
2.开普勒第二定律：从太阳到行星的连线在相等的⑨_______内扫过相等的⑩_______
3.开普勒第三定律：行星轨道半长轴的 _______与 _______的二次方的比是一个常量，用r代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，得到 ___________
比值k是一个与行星无关的常量。
答案：
①托勒密 ②地球 ③哥白尼 ④太阳 ⑤开普勒 ⑥椭圆 ⑦椭圆 ⑧焦点 ⑨时间 ⑩面积 三次方 公转周期
1.下列说法正确的是( )
A.引力常量由英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验测出
B.由开普勒第一定律可知，所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
C.由可知，当r趋于零时万有引力趋于无穷大
D.由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即，其中k与行星有关
2.“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球同步卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为( )
A. B. C. D.
3.月球绕地球环绕轨迹可看作以地球为圆心的圆。已知地月之间的距离大约是地球半径的60倍，近地卫星的周期为T，则月球绕地球公转的周期约为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，地球绕太阳沿椭圆轨道运动，地球与太阳的连线在三段相同时间内扫过的面积S如图中阴影所示，则( )
A. B. C. D.
5.如图所示，焦点为和的椭圆表示火星绕太阳运行的轨道，已知火星运行到A点的速率比运行到B点的速率小，则根据开普勒定律可知，太阳应位于( )
A.A处 B.B处 C.处 D.处
答案以及解析
1.答案：A
解析：A.引力常量由英国物理学家卡文迪什利用扭秤实验测出，选项A正确；B.开普勒第一定律为所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，并非都在同一轨道上，选项B错误；C.当两物体间的距离趋于零时，万有引力定律公式不再适用。故不能得出万有引力趋向于穷大的结论，选项C错误；D.由，可得，即k与太阳的质量有关，与行星的质量无关，选项D错误。故选A。
2.答案：D
解析：“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道上运行时，根据开普勒第三定律有，对地球的同步卫星由开普勒第三定律有，则有，D正确。
3.答案：B
解析：根据开普勒第三定律有,解得,故选B。
4.答案：C
解析：根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
故选C。
5.答案：C
解析：根据开普勒第二定律可知，太阳和火星连线在相等时间内扫过的面积相等，即近日点速率大于远日点的速率，由题意知B点的速率大，所以B点为近日点，所以为太阳所在位置。故ABD错误；C正确。
故选C。

展开更多......

收起↑