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类型(2021新人教版)高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行 第1节行星的运动ppt课件.ppt

  • 上传人(卖家):大布丁
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    资源描述:

    1、 1. 了解人类对行星运动规律的认识历程 2. 知道观察是研究行星运动规律的一种重要的方法 3. 知道如何画椭圆及椭圆的特征 4. 知道开普勒行星运动定律,知道开普勒行星运动定律的科学价 值 学习目标 匀速圆周运动. 运动的,鉴于当时对自然 科学的认识能力,日心说 比地心说更先进。 谷把这个不确定性减小到2。得出行 星绕太阳做匀速圆周运动的模型。 行数学计算,通过计算这一怀疑使他 发现 了行星运动三大定律. 近近 处处 快快 远远 处处 慢慢 所有行星的轨道的所有行星的轨道的半长轴半长轴 的的三次方三次方跟公转跟公转周期周期的的二二 次方次方的比值都相等的比值都相等。 3 2 R k T 说明

    2、:说明:行星绕太阳的运动都符合上述表达式,如地球和木星行星绕太阳的运动都符合上述表达式,如地球和木星 都绕太阳转动时有:都绕太阳转动时有: ,比值,比值k k是一个与行星本身是一个与行星本身无无 关关的的物理量,只与中心天体有关。物理量,只与中心天体有关。 对于同一个行星的不同卫星,对于同一个行星的不同卫星,它们也符合此运动它们也符合此运动规律:规律: 常考题型 题组一 对开普勒行星运动定律的理解 题1 2019四川双流中学高三模拟多选根据 开普勒行星运动定律,以下说法中正确的是( ) A. 行星沿椭圆轨道运动,在远日点的速度最大,近 日点的速度最小 B. 行星沿椭圆轨道运动,在远日点的速度最

    3、小,近 日点的速度最大 C. 行星运动的速度大小是不变的 D. 行星的运动是变速曲线运动 【解析】A、C错,B对:在行星运动时,行星和 太阳的连线,在相等的时间内,扫过相等的面积, 故远日点速度小,近日点速度大。 D对:行星运行时速度的大小、方向都在改变,所以 是变速曲线运动。 【答案】BD 【特别提醒】 (1)开普勒行星运动 定律也适用于其他天体 的运动,如月球(或人 造卫星)绕地球的运动, 卫星绕行星的运动。 (2)开普勒第二定律 与第三定律的区别:前 者揭示的是同一行星在 距太阳不同距离时运动 快慢的规律,后者揭示 的是不同行星运动快慢 的规律。 题22019东北师大附中高一检测太阳系有

    4、八大行星,八大行星离 太阳的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列反映公转周期与 行星轨道半长轴的关系图像中正确的是() A BC D D 题32019河北成安一中高一检测对于开普勒行星运动的规律 =k,以下理解正确的是() A. k是一个与行星质量有关的量 B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地,周期为T地;月球绕地球运 转轨道的半长轴为a月,周期为T月,则 = C. T表示行星运动的自转周期 D. T表示行星运动的公转周期 3 2 a T 3 2 a T 地 地 3 2 a T 月 月 【特别提醒】 (1)天体运动的轨迹一般是椭圆,有些星 体(行星、卫星)的轨迹近似为圆,为方便 分析,

    5、可当作圆轨道处理。 (2)在开普勒第三定律中,所有行星绕太 阳转动的k值均相同;但对于不同的天体系 统k值不相同。k值的大小由系统的中心天体 决定。 D 题4 某人造卫星的近地点高度是h1=439 km,远地点高度是 h2=2 384 km,则近地点处卫星的速率与远地点处卫星速率 的比值是多少(已知R地=6 400 km)? 【解析】如图所示,近地点在B点,远地点在P点,当时间t 很小时,可认为卫星在B点附近和在P点附近的速率不变。 卫星在近地点的速度用v1表示,在远地点的速度用v2表示, 由开普勒第二定律得弧SABCF=弧SMPNF,即 v1t(R地+h1)= v2t(R地+h2) 所以 ,

    6、代入数据后得 1.28 题组二 开普勒行星运动定律的应用 1 2 1 2 21 21 Rhv vRh 地 地 1 2 v v 【开普勒第二定律的应开普勒第二定律的应 用技巧用技巧】 开普勒第二定律表明同 一行星在距太阳不同距 离时运动快慢不同。 (1)行星与太阳的连 线在相等时间内扫过相 等的面积,而相等时间 内扫过的面积与连线的 长度(行星到太阳的距 离)及行星在垂直于连 线方向的速度大小有关, 行星到太阳的距离越大, 行星的速度越小,反之 越大。 (2)行星在近日点和 远日点到太阳的距离分 别为a、b,取足够短的 时间t,行星与太阳的 连线扫过的面积可近似 用 lr表示,由开普勒第 二定律

    7、有 vata= vbtb, 所以 = ,即速率与 行星到太 阳的距离成反比。 1 2 1 2 a b v v b a 题5 2018全国卷为了探测引力波,“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.21 B.41 C.81 D.161 【解析】卫星P、Q均围绕地球做匀速圆周运动,由开普勒第 三定律可得 = ,解得 = = ,选项C正确。 【答案】C 3 2 P P R T 3 2 Q Q R T P Q T T 3 3 P Q R R 8 1 开普勒第三定律的开普勒第三定律的 应用方法应用方法

    8、1.应用开普勒第三定 律求解涉及椭圆轨道、 运动周期相关问题的 步骤: (1)判断两个行星 的中心天体是否相同, 只有对同一个中心天 体开普勒第三定律才 能适用; (2)明确题中给出 的周期或半径关系; (3)根据开普勒第 三定律列式求解。 2.如果将椭圆轨道近 似按圆轨道处理,那 么开普勒第三定律中 椭圆的半长轴即近似 为圆的半径。 题62019福建三明高一检测如 图 所示是行星m绕恒星M运动情况 的示意图,下列说法正确的是 ( ) A.速度最大点是B点 B.速度最小点是C点 C.行星m从A到B做减速运动 D.行星m从B到A做减速运动 C 题7 浙江卷长期以来“卡戎 星(Charon)”被认为是冥王 星唯一的卫星,它的公转轨道半 径r1=19 600 km,公转周期 T1=6.39天。2005年,天文学家 新发现两颗冥王星的小卫星,其 中一颗的公转轨道半径r2=48 000 km,则它的公转周期T2最 接近() A.15天 B.25天 C.35天 D.45天 B 内容小结 本节学习的是开普勒行星运动的三定律,其中第一 定律反映了行星运动的轨迹是椭圆,第二定律描述 了对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时 间内扫过相等的面积行星在近日点的速率最小, 在远日点的速率最大,第三定律揭示了轨道半长轴 与公转周期的定量关系在近似计算中可以认为行 星都以太阳为圆心做匀速圆周运动

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