江蘇專(zhuān)版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行1行星的運(yùn)動(dòng)課件新人教版必修第二冊(cè)

第七章

萬(wàn)有引力與宇宙航行1

行星的運(yùn)動(dòng)1教材預(yù)習(xí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)2核心要點(diǎn)·能力素養(yǎng)全提升3分層作業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)1.了解地心說(shuō)和日心說(shuō)，知道開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律的內(nèi)容。2.掌握行星運(yùn)動(dòng)定律并能應(yīng)用定律解決問(wèn)題。3.了解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程漫長(zhǎng)復(fù)雜，真理來(lái)之不易。物理觀念：開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律中包含的運(yùn)動(dòng)觀念（運(yùn)動(dòng)觀念形成）?？茖W(xué)思維：地心說(shuō)、日心說(shuō)的成功之處與不足，橢圓軌道模型的構(gòu)建。01教材預(yù)習(xí)·必備知識(shí)全過(guò)關(guān)一、地心說(shuō)與日心說(shuō)1.地心說(shuō)______是宇宙的中心，是__________的，太陽(yáng)、月球以及其他星體都繞_____運(yùn)動(dòng)。2.日心說(shuō)______是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞______運(yùn)動(dòng)。3.局限性：都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的______________，而與丹麥天文學(xué)家______的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。地球靜止不動(dòng)地球太陽(yáng)太陽(yáng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)第谷二、開(kāi)普勒三定律定律內(nèi)容圖示或公式開(kāi)普勒第一定律所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是______，太陽(yáng)處在______的一個(gè)______上開(kāi)普勒第二定律對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的______內(nèi)掃過(guò)的______相等橢圓橢圓焦點(diǎn)時(shí)間面積定律內(nèi)容圖示或公式開(kāi)普勒第三定律所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的__________的二次方的比都相等

公轉(zhuǎn)周期續(xù)表三、行星運(yùn)動(dòng)的近似處理行星的軌道與圓十分接近，在中學(xué)階段的研究中我們可按圓軌道處理。這樣就可以說(shuō)：1.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在______；2.行星繞太陽(yáng)做__________運(yùn)動(dòng)；

圓心勻速圓周

比值都相等02核心要點(diǎn)·能力素養(yǎng)全提升要點(diǎn)一

對(duì)開(kāi)普勒定律的理解定律認(rèn)識(shí)角度理解開(kāi)普勒第一定律空間分布的認(rèn)識(shí)各行星的橢圓軌道盡管大小不同，但太陽(yáng)在所有軌道的一個(gè)共同焦點(diǎn)上不同行星的軌道是不同的，可能相差很大開(kāi)普勒第二定律對(duì)速度大小的認(rèn)識(shí)行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)靠近太陽(yáng)時(shí)速度增大，遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)速度減小近日點(diǎn)速度最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小開(kāi)普勒第三定律對(duì)周期長(zhǎng)短的認(rèn)識(shí)橢圓軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)該定律不僅適用于行星，也適用于其他天體定律認(rèn)識(shí)角度理解開(kāi)普勒第三定律對(duì)周期長(zhǎng)短的認(rèn)識(shí)例題1

地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，月球沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。下列說(shuō)法正確的是(

)

BA.地球位于月球運(yùn)行軌道的中心B.地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度C.地球與月球公轉(zhuǎn)周期平方之比等于它們軌道半長(zhǎng)軸立方之比D.相同時(shí)間內(nèi)，地球與太陽(yáng)連線(xiàn)掃過(guò)的面積等于月球與地球連線(xiàn)掃過(guò)的面積續(xù)表[解析]

根據(jù)開(kāi)普勒第一定律知，地球位于月球橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，A錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，地球和太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，所以地球在近日點(diǎn)的運(yùn)行速度大于其在遠(yuǎn)日點(diǎn)的運(yùn)行速度，B正確；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿(mǎn)足這一結(jié)論，C錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知，對(duì)任意一個(gè)行星而言，太陽(yáng)與行星的連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，但地球與月球不是繞同一個(gè)星球運(yùn)動(dòng)，不滿(mǎn)足這一結(jié)論，D錯(cuò)誤。

C

B錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律知，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方成正比，故C正確，D錯(cuò)誤。要點(diǎn)二

開(kāi)普勒定律的應(yīng)用1.當(dāng)比較一個(gè)行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時(shí)，選用開(kāi)普勒第二定律。2.開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用知道了行星到太陽(yáng)的距離，就可以由開(kāi)普勒第三定律計(jì)算或比較行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期。反之，知道了行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期，也可以計(jì)算或比較其到太陽(yáng)的距離。例如知道了彗星的周期，就可以由開(kāi)普勒第三定律計(jì)算彗星軌道的半長(zhǎng)軸。反之，知道了彗星的半長(zhǎng)軸也可以求出彗星的周期。

4.由于大多數(shù)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近，因此，在中學(xué)階段的研究中我們可以按圓軌道處理，且把行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。例題2

[2022江蘇南京模擬預(yù)測(cè)]太陽(yáng)系八大行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道可粗略地視為圓，表格是各行星的軌道半徑，從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近(

)

行星名稱(chēng)水星金星地球火星木星土星天王星海王星0.5791.081.502.287.7814.328.745.0CA.80年

B.120年

C.165年

D.200年

對(duì)點(diǎn)演練2

[2022江蘇鎮(zhèn)江高三開(kāi)學(xué)考試]北京冬奧會(huì)開(kāi)幕式二十四節(jié)氣倒計(jì)時(shí)驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行所處不同位置對(duì)應(yīng)的節(jié)氣，地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是(

)

BA.春分

B.夏至

C.秋分

D.冬至[解析]

根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知，對(duì)繞太陽(yáng)的每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)與行星的連線(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，即地球在近日點(diǎn)的速度最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最小，即地球運(yùn)行速度最小的節(jié)氣是在夏至。故選B。

AA.8年

B.6年

C.4年

D.2年

B

03分層作業(yè)A級(jí)

必備知識(shí)基礎(chǔ)練一、對(duì)開(kāi)普勒定律的理解1.[2022江蘇鹽城期中]關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法不正確的是(

)

B

2.[2022江蘇南京月考]關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列理解錯(cuò)誤的是(

)

B

二、開(kāi)普勒定律的應(yīng)用

A

4.木星和地球都繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，木星的公轉(zhuǎn)周期約為12年，地球與太陽(yáng)的距離為1天文單位，則木星與太陽(yáng)的距離約為(

)

BA.2天文單位

B.5.2天文單位

C.10天文單位

D.12天文單位5.[2023江蘇徐州練習(xí)]1980年10月14日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星，2001年12月21日，經(jīng)國(guó)際小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，將這顆小行星命名為“錢(qián)學(xué)森星”。若將地球和“錢(qián)學(xué)森星”繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)都看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)行軌道如圖所示。已知“錢(qián)學(xué)森星”繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年，設(shè)地C

B級(jí)

關(guān)鍵能力提升練

C

C

C

AA.2次

B.3次

C.4次

D.5次10.[2022江蘇無(wú)錫期中]木星是太陽(yáng)系中最大的行星，當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和木星之間且三者幾乎排成一條直線(xiàn)時(shí)，稱(chēng)之為“木星沖日”，2022年9月27日出現(xiàn)了一次“木星沖日”。已知木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，木星到太陽(yáng)的距離大約是地球到太陽(yáng)距離的5倍。則下一次的“木星沖日”時(shí)間在(

)

AA.2023年

B.2024年

C.2033年

D.2034年

B

12.[2022江蘇揚(yáng)州期中]地球、火星運(yùn)行到太陽(yáng)的兩側(cè)且三者近乎處于一條直線(xiàn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)作“日凌”。202