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教师辅导讲义
学员编号：1
年 级：高一年级
课 时 数：
学员姓名：
辅导科目：物理
学科教师：
授课类型
T同步(天体运动)
授课日期及时段

教学内容
T同步——天体运动
T同步——天体运动
同步知识梳理
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一.日心说
波兰天文学家哥白尼在1543年出版了不朽著作《天球运行论》，提出了日心说，即地球和别的行星一样绕太阳运动．此书的出版，标志着科学开始从各种传统错误观念的束缚中解放出来，哥白尼开辟了科学的新时代，使古代科学走向了近代的牛顿力学．
二.开普勒行星运动定律及其意义
1．定律内容：
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．
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．
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值是一个常量．其表达式为＝k.
2．意义：开普勒的重要发现，为人们解决行星运动学问题提供了依据，澄清了多年来人们对天体运动神秘、模糊的认识，也为牛顿创立他的天体力学理论奠定了观测基础．开普勒是用数学公式表达物理定律并最早获得成功的人之一．从此，数学公式就成为表达物理学定律的基本方式．
三.地心说和日心说
1．地心说
(1)地球是宇宙的中心，是静止不动的；
(2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；
(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密．
2．日心说
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；
(2)地球是绕太阳旋转的行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；
(3)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；
(4)日心说的代表人物是哥白尼．
四.开普勒行星运动定律
1．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．
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．
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．
五.中学阶段对天体运动的处理方法
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，开普勒三定律就可以这样表述：
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)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跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即＝k.
课堂达标检测
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1．下列说法符合史实的（　　）
A．牛顿发现了海王星和冥王星
B．牛顿发现了行星的运动规律
C．开普勒发现了万有引力定律
D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
2．如图是太阳系的部分行星围绕太阳运动的示意图，关于地球、土星围绕太阳运动的说法正确的是（　　）
A．它们围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的中心
B．它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积都相等
C．它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关
D．它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值不仅与太阳的质量有关，还与它们各自的质量有关
3．某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球轨道半径的false，则此卫星运行的周期大约是（假设月球绕地球运动的周期是30天）（　　）
A．1天 B．6天 C．10天 D．15天
4．如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星绕日公转一年，相当于地球上的两年，假设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，则火星与太阳之间的距离约为地球与太阳之间距离的（　　）
A．0.5倍 B．false倍 C．false倍 D．2倍
5．某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度小。则恒星位于（　　）
A．F 点 B．A点 C．E点 D．O点
6．关于开普勒行星运动的公式false=k，以下理解不正确的是（　　）
A．k是一个与行星无关的常量
B．T表示行星运动的自转周期
C．T表示行星运动的公转周期
D．a是指半长轴，粗略计算时可以表示半径
7．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（　　）
A．彗星绕太阳运动的角速度不变
B．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度
C．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度
D．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能
8．在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（　　）
A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较小
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．清明放假三天里，太阳对地球的引力对地球做负功
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
9．如图所示，人造卫星以速度v1在圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，当其运动到Р点时点火加速，使其速度瞬间增加到v2。随后卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动，到达Q点的速度大小为v3。以下说法正确的是（　　）
A．卫星的速度大小关系为v2>v3>v1
B．卫星在轨道Ⅱ上经过Р点的加速度大于轨道Ⅰ上P点的加速度
C．卫星在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的周期
D．卫星在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中速度逐渐减小
10．两颗人造卫星绕地球匀速圆周运动，周期之比是false，则轨道半径之比是（　　）
A．轨道半径之比是false B．轨道半径之比是false
C．轨道半径之比是false D．轨道半径之比是false
11．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通，我国向世界庄严宣告，中国自主建设和运营的全球卫星导航系统全面建成，成为国际上第一个将多功能融为一体的全球卫星导航系统。如图是北斗卫星导航系统中三个卫星的圆轨道示意图，其中A为地球赤道同步轨道；轨道B为倾斜同步轨道，轨道半径与地球赤道同步轨道半径相同；轨道C为一颗中地球轨道。则下列说法中正确的是（　　）
A．在轨道A、B、C上运动的卫星的线速度大小关系为vA=vB>vC
B．在轨道A、B上运动的卫星需要的向心力大小一定相等
C．在轨道A、C上运动的卫星周期关系为TAD．在轨道A、B、C上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等
12．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）
A．牛顿提出了“日心说”
B．伽利略提出了“日心说”
C．哥白尼发现了行星运动的三大定律
D．地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的
13．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false，则过近日点时的速率为（　　）
A．false B．false C．false D．false
14．如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　）
A．土星远离太阳的过程中，它的速度将增大
B．土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动
C．土星比火星的公转周期大
D．土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
15．天问一号是我国独立开展行星际探测的第一步，将于2021年2月实施近火制动，进入环火轨道并着陆火星。已知火星的质量约为地球质量的false，火星的半径约为地球半径的false。下列说法中正确的是（　　）
A．火星绕太阳的周期小于地球绕太阳周期
B．天问一号在地面附近的发射速度只要大于7.9km/s就可以克服地球引力飞向火星
C．火星表面与地球表面的重力加速度之比为4：9
D．若已知天问一号绕火星做圆周运动的周期和火星半径、万有引力常量，可估算火星质量
16．400年前，一位德国天文学家提出了行星运动的三大定律，揭开了行星运动的奥秘。这位天文学家是（　　）
哥白尼 B．第谷 C．托勒密 D．开普勒

4693285827405
17．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，Ⅰ、Ⅲ两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a = r3。在?t时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是（　　）
v2E < v3 < v1 < v2B
B．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的加速度大小不等
C．S2 = S3
49041051257301-5 D C B C C
6-10 B B C D D
11-15 D D B C C
16-20 D A C A D
1-5 D C B C C
6-10 B B C D D
11-15 D D B C C
16-20 D A C A D
D．行星Ⅱ的运行周期大于行星Ⅲ的运行周期
18．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．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星它们轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等
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
4928235604520
19．如图所示为地球周围不同轨道上卫星的公转周期的平方false与公转轨道半径的三次方false的关系图像，其中false对应的是近地卫星数据，已知引力常量为false（图中false为已知量），则下列关于地球和卫星的相关的物理量不能求出的是（　　）
A．地球自转的角速度
B．地球的质量
C．地球的密度
D．地球的第一宇宙速度
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20．2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。如图所示是嫦娥五号探测器到达月面之前的两个轨道，轨道Ⅰ为环月圆轨道，轨道Ⅱ是椭圆轨道，其中B为近月点，A为远月点。下列说法正确的是（　　）
A．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ上A点的速度大于在B点的速度
B．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ运动的周期大于在轨道Ⅰ运动的周期
C．嫦娥五号探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，机械能增加
D．嫦娥五号探测器在轨道Ⅰ上运动到A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上运动到A点时的加速度

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