【講與練】高中物理人教版(2019)必修2：7.1 行星的運(yùn)動(dòng)課件

第七章萬有引力與宇宙航行課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)目標(biāo)體系構(gòu)建易錯(cuò)辨析警示本章素養(yǎng)概述課堂小結(jié)本章素養(yǎng)概述日出日落，斗轉(zhuǎn)星移，神秘的宇宙壯麗璀璨……當(dāng)我們遠(yuǎn)古的祖先驚嘆星空的玄妙時(shí)，他們就開始試圖破譯日月星辰等天文現(xiàn)象的奧秘……到了17世紀(jì)，牛頓以他偉大的工作把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功地解釋了天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。本章我們將學(xué)習(xí)對(duì)人類智慧影響極為深遠(yuǎn)、在天體運(yùn)動(dòng)中起著決定作用的萬有引力定律，并了解它的發(fā)現(xiàn)歷程和在人類開拓太空中的作用。1．行星的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)體系構(gòu)建通過史實(shí)，了解人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過程。課前預(yù)習(xí)反饋

地心說與日心說

知識(shí)點(diǎn)

1

內(nèi)容局限性地心說_______是宇宙的中心，而且是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞_______運(yùn)動(dòng)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___________運(yùn)動(dòng)，但計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家_______的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符日心說_______是宇宙的中心，而且是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞_______運(yùn)動(dòng)地球地球太陽太陽勻速圓周第谷『判一判』地球是整個(gè)宇宙的中心，其他天體都繞地球運(yùn)動(dòng)。()×開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

知識(shí)點(diǎn)

2橢圓橢圓焦點(diǎn)相等相等半長(zhǎng)軸公轉(zhuǎn)周期無關(guān)『判一判』(1)同一行星沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)，靠近太陽時(shí)速度增大，遠(yuǎn)離太陽時(shí)速度減小。()(2)太陽系中所有行星都繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)，且它們到太陽的距離都相同。(

)(3)行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，行星的周期越長(zhǎng)。(

)√×√『選一選』(2023·河北石家莊市石家莊二中高一月考)在物理學(xué)發(fā)展歷史中，許多物理學(xué)家做出了卓越貢獻(xiàn)。以下關(guān)于物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的是(

)A．地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的B．伽利略提出了“日心說”C．牛頓提出了“日心說”D．哥白尼發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律解析：地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，A正確；哥白尼提出了“日心說”，B、C錯(cuò)誤；開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律，D錯(cuò)誤。A『想一想』可以用一條細(xì)繩和兩只圖釘來畫橢圓。如圖，把白紙鋪在木板上，然后按上圖釘。把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一支鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)。鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫作橢圓的焦點(diǎn)。保持繩長(zhǎng)不變，當(dāng)兩焦點(diǎn)不斷靠近時(shí)，橢圓形狀如何變化？焦點(diǎn)重合時(shí)，半長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁矗看鸢福寒?dāng)兩焦點(diǎn)不斷靠近時(shí)，橢圓的形狀越來越圓；當(dāng)兩焦點(diǎn)重合時(shí)，橢圓變?yōu)閳A，半長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)變?yōu)閳A的半徑。行星運(yùn)動(dòng)的近似處理

知識(shí)點(diǎn)

3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：1．行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽處在_______。2．行星繞太陽做___________運(yùn)動(dòng)。圓心勻速圓周軌道半徑r比值都相等√×課內(nèi)互動(dòng)探究探究

開普勒定律的理解要點(diǎn)提煉1.開普勒第一定律解決了行星的軌道問題(1)不同行星繞太陽運(yùn)行的軌道是不同的，但是它們都是橢圓，多數(shù)行星的軌道都接近于圓，因此稱之為軌道定律。(2)所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)——太陽。2．開普勒第二定律解決了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度大小問題(1)如圖所示，如果時(shí)間間隔相等，由開普勒第二定律可知，陰影部分面積相等，可見離太陽越近，行星所經(jīng)過的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，速率越大，因此稱之為面積定律。(2)近日點(diǎn)速率大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率?。挥蛇h(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)，由近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)。4．開普勒第二定律與開普勒第三定律的區(qū)別：前者揭示的是同一行星在距太陽不同距離時(shí)的運(yùn)動(dòng)快慢的規(guī)律，后者揭示的是不同行星繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)快慢的規(guī)律。典例剖析

如圖所示，火星和地球都在圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)行軌道是橢圓，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知(

)A．火星繞太陽運(yùn)動(dòng)過程中，速率不變B．火星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)C．地球靠近太陽的過程中，運(yùn)行速率將減小D．火星遠(yuǎn)離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積逐漸增大典題1B解析：根據(jù)開普勒第二定律：對(duì)每一個(gè)行星而言，行星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度大小不斷變化，故A、D錯(cuò)誤；由于火星的半長(zhǎng)軸比較大，所以火星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)，故B正確；行星由遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速率將增大，故C錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?B探究

開普勒第三定律的應(yīng)用要點(diǎn)提煉1.模型構(gòu)建天體雖做橢圓運(yùn)動(dòng)，但它們的軌道一般接近圓。中學(xué)階段我們?cè)谔幚硖祗w運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，為簡(jiǎn)化運(yùn)算，一般把天體的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作圓周運(yùn)動(dòng)來研究，并且把它們視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，橢圓的半長(zhǎng)軸即為圓半徑。3．適用規(guī)律天體的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它的運(yùn)動(dòng)與一般物體的運(yùn)動(dòng)在應(yīng)用這兩規(guī)律上沒有區(qū)別。

飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T。如果飛船要返回地面，可在軌道上某點(diǎn)A處，將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓和地球表面在B點(diǎn)相切，如圖所示。如果地球半徑為R0，求飛船由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間。典題2[一題多變]上例中，飛船在半徑為R的圓周軌道與橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的周期之比為多少？開普勒第三定律的應(yīng)用方法1．應(yīng)用開普勒第三定律求解涉及橢圓軌道、運(yùn)動(dòng)周期相關(guān)問題的步驟：(1)判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同，只有對(duì)同一個(gè)中心天體開普勒第三定律才能適用；(2)明確題中給出的周期或半徑關(guān)系；(3)根據(jù)開普勒第三定律列式求解。2．如果將橢圓軌道近似按圓形軌道處理，那么開普勒第三定律中橢圓的半長(zhǎng)軸近似為圓的半徑。

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練?B課堂小結(jié)易錯(cuò)辨析警示易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律理解不透徹而出錯(cuò)

劉軍同學(xué)認(rèn)為盡管太陽系里所有的行星和行星的衛(wèi)星運(yùn)行的軌道各不相同，但其橢圓軌道半長(zhǎng)軸a的三次方跟它公轉(zhuǎn)周期T的二次方之比等于同一個(gè)常量k。你認(rèn)為對(duì)嗎？案例課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、地心說與日心說1．(多選)下列選項(xiàng)中，屬于“日心說”很快得到傳播的原因的是(

)A．如果以地球?yàn)橹行膩硌芯刻祗w的運(yùn)動(dòng)，有很多無法解決的問題B．如果以太陽為中心，可以解決許多問題，并且描述行星的運(yùn)動(dòng)也變得簡(jiǎn)單了C．人們觀測(cè)到地球確實(shí)是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的D．人們理解了太陽東升西落的現(xiàn)象是由地球自轉(zhuǎn)引起的AB解析：隨著生產(chǎn)和航海事業(yè)的發(fā)展、天文觀測(cè)資料的日益豐富，人們發(fā)現(xiàn)“地心說”的理論與實(shí)際觀測(cè)的資料并不一致，雖然對(duì)“地心說”理論進(jìn)行了修正，但仍不能解釋某些天文現(xiàn)象；而“日心說”則可以很好地解釋這些天文現(xiàn)象，并且可以簡(jiǎn)單明了地說明許多天文學(xué)問題，因此“日心說”很快地傳播開來，所以A、B兩項(xiàng)正確；而地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)并不是當(dāng)時(shí)觀測(cè)到的，當(dāng)時(shí)人們把太陽東升西落的現(xiàn)象歸因于太陽繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，所以C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。B解析：在開普勒發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)行規(guī)律后，牛頓才發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，開普勒整理第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，A錯(cuò)誤；開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)，還適用于宇宙中其他衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，B正確；公式中的k值由中心天體決定，只要是中心天體一樣，k值一樣，C錯(cuò)誤；由開普勒第二定律可知，日星連線相同時(shí)間內(nèi)掃過面積相等，行星繞太陽在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度大小在變化，越靠近太陽，線速度越大，反之，則越小，D錯(cuò)誤。3．(