2020春高中人教版物理必修2学案：第六章第一节行星的运动Word版含解析.doc

第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动 1．了解地心说和日心说的主要内容和代表人物。 2．知道人类对行星运动的认识过程。 3．理解并应用开普勒行星运动定律分析一些简单问题。 1.两种对立的学说 (1)地心说 ① □01 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 □02 地球运动。 ③地心说的代表人物是古希腊科学家 □03 托勒密。 (2)日心说 ① □04 太阳是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做 □05 匀速圆周 运动。 ②地球是绕 □06 太阳旋转的行星；月球是绕 □07 地球旋转的卫星。 ③太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象。 ④日心说的代表人物是 □08 哥白尼。 (3)局限性 都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 □09 匀速圆周运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家 □10 第谷的观测数据不符。 2．开普勒行星运动定律 (1)开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 □11 椭圆，太阳处在 □12 椭 圆的一个焦点上。 (2)开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内 扫过 □13 相等的面积。 (3)开普勒第三定律：所有行星的轨道的 □14 半长轴的三次方跟它的 □15 公转周 3 期的二次方的比值都相等。其表达式为 □16 Ta2＝k，其中 a 是椭圆轨道的半长轴， T 是行星绕太阳公转的周期， k 是一个与行星 □17 无关 (填“有关”或“无关” )的常量。 判一判 (1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动。 ( ) (2)太阳每天东升西落，这一现象说明太阳绕着地球运动。 ( ) 提示： (1)× 这是日心说的观点，具有历史局限性。 (2)× 太阳每天东升西落，是由于地球每天自西向东自转一周。 想一想 地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来这两种观点哪一种是正确 的？ 提示： 两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史时期的产物。两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不正确的。 课堂任务 开普勒行星运动定律 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动 1：图甲中行星绕太阳运动的轨迹是圆吗？ 提示：近似圆，但实际轨迹是椭圆。 活动 2：图乙表述的是什么，能看出些什么结论？ 提示： 图乙是行星绕着太阳运动的示意图。从图可以看出： (1)行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上； (2)两扇形的面积相等，即行星与太阳的连线在相等时间扫过相等的面积。 活动 3：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)开普勒行星运动三定律的描述及意义 续表 (2)补充说明 ①行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道半长轴不同，即各行星的椭圆轨道不 同，但太阳是所有椭圆轨道的共同焦点。 ②近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点，同一行星在轨道 上离太阳越近时，速度越大，在近日点速度最大，在远日点速度最小，且离太阳 越近，行星的速率越大。 a3 ③公式 T2＝ k 不只适用于太阳，还适合所有的行星绕着恒星运动，也适合卫星 绕着行星运动，其中的 k 是只与中心天体有关，与环绕天体没有关系。比如：月 球和其他人造卫星都绕地球的运动，其中常数 k 只与地球有关。 3 a ④公式 T2＝ k，对于同一中心天体来说， k 的数值相同；对于不同的中心天体， 的数值不同。 例 1 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示， F1 和 F2 是椭圆轨道的两个焦 点，行星在 A 点的速率比在 B 点的大，则太阳是位于 ( ) A．F2  B．A C．F1  D．B (1)太阳与行星的位置关系怎样？ 提示：行星绕太阳转的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。 (2)行星绕太阳转动时的速度大小各处一样吗？ 提示：不一样，近日点速度最大，远日点速度最小。 [ 规范解答 ] 根据开普勒第二定律： 行星和太阳的连线在相等的时间内扫过相 等的面积，得到行星在近日点速度最大，远日点速度最小。因为行星在 A 点的速 率比在  B 点的速率大，所以太阳位于离  A 点近的焦点  F2上，A  正确。 [ 完美答案 ]  A 各行星绕太阳运动的轨迹不相同，但都是椭圆，且所有轨道都有一个共同的焦点 —— 太阳，同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。 [ 变式训练 1] (多选 )关于行星绕太阳运动的说法正确的是 ( ) ．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B．太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆 C．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 D．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 答案 AC 解析 太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，而太阳位于八大行 星椭圆轨道的一个公共焦点上，