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第七章
万有引力与宇宙航行
第七章
第1节　行星的运动
【学习目标】
1.
了解人类对行星运动规律的认识历程，知道开普勒行星运动定律及其科学价值。
2.
知道行星绕太阳运动的原因，知道引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。
3.
认识到科学研究一般从最基本的观念开始，凭借对现象的观测、模型的构建以及模型与事实之间的相互作用，不断修正原有的观念和模型，使其逐步接近真实，获得物理规律。
4.
认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一，尊重客观事实、坚持实事求是科学研究的基本态度和社会责任。
【课前预习】
一、地心说与日心说
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。
2.
日心说：_________是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。
二、开普勒行星运动定律
1.
开普勒第一定律（椭圆定律）：
所有行星绕太阳运动的轨道都是_________，太阳处在椭圆的_________上。
理解:
2.
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_________扫过的面积_________。
理解:
3.
开普勒第三定律（周期定律）：所有行星轨道的_________________跟它的公转周期的_________都相等。
理解:
三、行星运动近似处理（中学阶段）
1.
行星绕太阳运动的轨道十分接近园，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（或线速度大小）_______，即行星做________。
3.
所有行星轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值都相等，即_________
▲判一判
(1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。(
　　
)
(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(
　　)
(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(
　　)
【考点研析】
任务一：对开普勒三定律的理解
[例1](多选)关于行星的运动，以下说法正确的是(
　　)
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.
水星的半长轴最短，所以公转周期最长
D.
海王星离太阳“最远”，所以绕太阳运动的公转周期最长
[变式训练1-1]
(多选)如图所示，“嫦娥三号”绕月球沿椭圆轨道运行，绕行方向为逆时针方向，A、B分别为近月点和远月点，C是轨道上到A、B距离相等的点，则下列说法正确的是
(　　)
A.
“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐增大
B.
“嫦娥三号”从A点到B点运行速率逐渐减小
C.
“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间等于四分之一周期
D.
“嫦娥三号”从A点到C点的运行时间小于四分之一周期
[变式训练1-2]
(多选)开普勒关于行星的运动公式a3/T2＝k，以下理解正确的是
(
　　)
A.
k是一个与行星无关的常量
B.
a代表行星运动的轨道半径
C.
T代表行星运动的自转周期
D.
T代表行星运动的公转周期
任务二：开普勒三定律的应用
[例2]海王星离太阳的距离约是地球离太阳的距离的30倍，那么海王星绕太阳的公转周期是多少？(海王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道)
[变式训练2-1]为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍，另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍，P与Q的周期之比约为
(　　)
A.
2∶1
B.
4∶1
C.
8∶1
D.
16∶1
[变式训练2-2]两颗行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2，则它们的公转周期之比为(
　　)
A.
B.
C.
D.
无法确定
【答案提示】
[例1]
BD
[变式训练1-1]
BD
[变式训练1-2]
AD
[例2]
164.
3年
[变式训练2-1]
C
[变式训练2-2]
C
1

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