高一物理必修二天体运动专题复习共20页
高中物理必修二 第三章 第一节 认识天体运动
3.如图所示是行星m绕太阳M运行情况的示意图，A点是远日点，B点是 近日点，CD是椭圆轨道的短轴.下列说法中正确的是 A.行星运动到A点时速度最大 B.行星运动到C点或D点时速度最小
√C.行星从C点顺时针运动到B点的过程中做加速运动
D.行星从B点顺时针运动到D点的时间与从A点顺时 针运动到C点的时间相等
√C.从 P 到 Q 阶段，速率逐渐变小
D.从 P 到 Q 所用时间、从 M 到 N 所用时间均等于T20
123456789
由开普勒第二定律知，从P到Q速率在减小，从Q 到N速率在增大，B错误，C正确； 由对称性知，P→M→Q 与 Q→N→P 所用的时间均为T20， 故从 P 到 M 所用时间小于T40，从 Q 到 N 所用时间大于T40，从 M 到 N 所用时间大于T20，A、D 错误.
2.如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，A、B两点分别为地球绕太 阳运动的近日点(行星距离太阳最近的点)和远日点(行星距离太阳最远的 点)，地球经过这两点时的速率分别为vA和vB；阴影部分为地球与太阳的 连线在相等时间内扫过的面积，分别用SA和SB表示，则vA > vB、SA ＝ SB. (均填“>”“＝”或“<”)
第三章
第一节 认识天体运动
梳理教材 夯实基础 / 探究重点 提升素养 / 课时对点练
学习目标
1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物. 2.理解开普勒定律，知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关. 3.知道行星运动在中学阶段的研究中的近似处理.
内容索引
Part 1
Part 2
Part 3
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Part 2 探究重点 提升素养
一、对开普勒定律的理解
新教科版高中物理必修二3.1. 天体运动课件 (共20张PPT)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1．下列说法中符合开普勒对行星绕太 阳运动的描述是( BD ) A．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕 太阳运动 B．行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的 一个焦点上 C．行星从近日点向远日点运动时，速 率逐渐增大 D．离太阳越远的行星，公转周期越长
2．根据开普勒行星运动规律推论出的下列结 论中，哪个是错误的 ( D ) A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭 圆的一个焦点上 B．同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动， 轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比 值都相等 C．不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动， 轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比 值都相等 D．同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的 三次方与公转周期的二次方的比值都相等
思考：行星运行的速度变化有什么规律呢? 离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。
开普勒第三定律 （周期定律）
开普勒
所有行星的轨道的半长轴的三 次方跟公转周期的二次方的比值 都相等。
高中阶段对行星运动的近似化研究：
把行星的运动看作为匀速圆周运动处 理，对应的半长轴即为圆的半径。
T r3 2 k ， k 是 和 中 心 天 体 质 量 有 关 的 量
1609年开普勒在《新 天文学》一书中公布了开 普勒第一、第二定律， 1619年又公布了开普勒第 三定律。被称为“天空的 立法者”。
开普勒
开普勒第一定律 （轨道定律）
开普勒
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。
开普勒第二定律 （面积定律）
开普勒
对于每一个行星而言，太阳和行星 的连线在相等的时间内扫过相等的 面积。
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
人教版高中物理必修2第六章天体运动复习课件(共9张PPT)
a1：a3
=R1：R
，
3
V1：V3 =R1：R3
例7、 在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次 弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速 度方向是水平的，速度大小为V0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不 计火星大气阻力。
另外还已知：火星的一个卫星，其圆轨道的半径为r，周期为T。火星半径为R。
均密度。引力常数G已知。
G（RM+mh）2
=m（
2
t/n
）（2 R+h）
h R
M=（ 2 ）2（R+h）3
t/n G
=
4
M
R3
=
3（R+h）3
GR（3 t/n）2
3
如为近地卫星：h = R
=
3
G（t/n）2
T2 = 3 =常数
G
例6、A是静止在地球赤道上的物体，其加速度为a1，速度为V1（不是第一宇宙速度） B是近地卫星，其加速度为a2，速度为V2（第一宇宙速度） C是地球同步卫星，其加速度为a3，速度为V3 它们在同一平面内沿不同的轨道绕地心做匀速圆周运动，且均沿逆时针方向绕行。
万有引力与宇宙航行 单元复习
例1、 地球质量为M，半径为R .一卫星在半径为r的轨道上绕地球 做圆周运动，引力常数G已知。求：
（1）该卫星的圆周运动的周期。 （2）瞬间开动发动机，卫星速度降低，轨道变为椭圆轨道，且该 椭圆轨道与地面恰好相切，问此卫星经过多长时间着陆？
B
R
r
（1）G
Mm r2
=m（
2
T1
）2r
A
（2）r3 T12
高一物理专题训练：天体运动(带答案)
高一物理专题训练：天体运动一、单选题1．如图所示，有两个绕地球做匀速圆周运动的卫星．一个轨道半径为，对应的线速度，角速度，向心加速度，周期分别为，，，；另一个轨道半径为，对应的线速度，角速度，向心加速度，周期分别为，，，．关于这些物理量的比例关系正确的是（）A．B．C．D．【答案】D2．设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为() A．1B．k2C．kD．【答案】C3．假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比，火星的半径与地球半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比等于（忽略行星自转影响）A．B．C．D．【答案】B4．土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径约1.2×106 km，土星的质量约为A ．5×1017 kgB ．5×1026 kgC ．7×1033 kgD ．4×1036 kg【答案】B5．有一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体，在距离球心O 为2R 的地方有一质量为m 的质点．现从M 中挖去半径为12R 的球体，如图所示，则剩余部分对m 的万有引力F 为（ ）A ．2736GMm R B ．278GMm R C ．218GMm R D ．2732GMm R 【答案】A6．已知地球的质量是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍，不考虑地球、月球自转的影响，以上数据可推算出 [ ]A ．地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：16B ．地球的平均密度与月球的平均密度之比为9：8C ．靠近地球表面沿圆轨道运动的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9D ．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为81：4【答案】C7．中新网2018年3月4日电：据外媒报道，美国航空航天局（NASA)日前发现一颗名为WASP-39b 的地外行星，该行星距离地球约700光年，质量与土星相当，它白天温度为776.6摄氏度，夜间也几乎同样热，因此被科研人员称为“热土星”。
新教科版高中物理必修二第三章 第一节 天体运动 (共20张PPT)
地表上：
mg
GMm R地2
地面上高h处：mg'
GMm (R地h)2
GM gR地 2 (黄金代换)
4.万有引力定律与一般物体的运动的联系
平抛运动 自由落体运 动 重 力 加 速 g 度万有引力定律 竖直上抛
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/62021/11/6November 6, 2021 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/62021/11/62021/11/611/6/2021 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/62021/11/6
天体运动
1.开普勒三定律
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： 行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等
所以，近日点速度最大，远日点速度最小
第三定律：
所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二
次方的比值都相等，即
R3 T2
k
k与行星无关，只与中心天体的质量有关 所以，R↑，则T↑
GM m R2
m m
新教科版高一物理必修二课件3.1 天体运动 (共25张PPT)
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。
C、离太阳越近的行星运动周期越长。
D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
高中物理天体运动专题复习试题
天体运动（完整版·共7页）一、开普勒运动定律1、开普勒第一定律：所有的行星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．2、开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．3、开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等． 二、万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比． 2、公式：F ＝G221rm m ,其中2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-，称为为有引力恒量。
3、适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r 应为两物体重心间的距离．注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G 的物理意义：G 在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力． 4、万有引力与重力的关系：合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数（角速度、周期与高度） 1、由()()22mMv G m r h r h =++，得()GMv r h =+，∴当h↑，v↓2、由G()2h r mM+=mω2（r+h ），得ω=()3h r GM+，∴当h↑，ω↓3、由G ()2h r mM+()224m r h T π=+，得T=()GM h r 324+π ∴当h↑，T↑ 注：（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重． （2）卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重． 4、三种宇宙速度（1）第一宇宙速度（环绕速度）：v 1=7.9km/s ，人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力．()21v mg m r h =+．当r ＞＞h 时．g h ≈g 所以v 1＝gr =7．9×103m/s第一宇宙速度是在地面附近（h ＜＜r ），卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度． （2）第二宇宙速度（脱离速度）：v 2=11.2km/s ，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度． （3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v 3=16.7km/s ，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． 四、两种常见的卫星 1、近地卫星近地卫星的轨道半径r 可以近似地认为等于地球半径R ，其线速度大小为v 1=7.9×103m/s ；其周期为T =5.06×103s=84min 。
高一物理之天体运动
天体运动问题：1，开普勒第三定律：=k例：月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒第三定律计算：在赤道平面离地多高时，人造卫星随地球一起转动，就像是停留在天空中不动一样。
规律总结：若将天体的运动看成圆周运动，则=k,解题时常用两星体比较，此时有=因此利用开普勒第三定律可以求解运动时间，轨道半径，绕行速度的比值问题。
注意点：公式中的k是一个与行星无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k的值不同，k的值与中心天体有关。
练习：对于开普勒第三定律的表达式=k的理解，正确的是（）A.k与成正比B.k与成反比C,k的值是与a和T无关的量D,k值与行星自身无关2，太阳对行星引力规律的推导基本思想：引力作为合外力提供向心力。
（合外力提供向心力是解决天体运动问题的核心思想）结论：F正比于例1：地球质量约为月球质量的81倍，宇宙飞船从地球飞往月球，当飞至某一位置时，宇宙飞船所受到的合力为零，问：此时飞船在空间的什么位置？（已知地球与月球之间的距离是3.84x km）例2：已知太阳光从太阳射到地球需要500s，地球绕太阳的公转周期约为3.2x s，地球的、质量约为6x kg，求太阳对地球的引力为多少?练习：把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，有火星和地球绕太阳运动的周期之比可以求得（）A,火星和地球的质量之比B,火星和太阳的质量之比C.火星和地球到太阳的距离之比D.火星和地球绕太阳运行速度大小之比3,万有引力定律注意点：1，万有引力定律公式适用的条件；1：万有引力公式适用于质点间的引力大小计算2：对于可视为质点的物体间的引力求解也可以利用万有引力公式，如两物体间的距离远小于物体本身的大小时，物体可以视为质点：均匀球体可以视为质量集中于球心的质点3：当物体不能看成是质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，理论上讲，求出两个物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力，然后求合力在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星球之间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际意义，故在分析地球表面上物体间的受力时，不考虑物体间的万有引力，只考虑地球对物体的引力。