6.1 行星的运动 导学案

6.1 行星的运动 导学案

【教学目标】

1．了解人类对行星运动规律中的认识历程。

2．了解观察的方法在认识行星运动规律中的作用。

3．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，了解开普勒第三定律中k 值的大小只与中心天体有关。

4．体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神，体会对描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一。

【教学重点】理解开普勒三定律的内容及其简单应用

【教学难点】知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关

【教学过程】

1．地心说与日心说

（1）地心说认为地球是________，太阳月球及其他星体均绕_______运动，它符合人们的直接经验，后经人们观察发现是错误的。代表人物托勒密。

（2）日心说认为太阳是_________，地球和其他星体都绕________运动。代表人物哥白尼。 例题1、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是（ ）

A ．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动

B ．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动

C ．天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象

D ．与日地距离相比，其他恒星离地球十分遥远，比日地间的距离大的多

2．开普勒行星运动定律

（1）开普勒第一定律（简称轨道定律）：所有行星绕 运动的轨道都

是 ，太阳处在椭圆的一个 上。

（2）开普勒第二定律（简称面积定律）：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相等的 。

由此得出，同一行星在椭圆轨道上绕太阳做变速运动时：离太阳越近，

行星运动速率越 ；离太阳越远，行星运动速率越 。近日点速

率 ，远日点速率 。

（3）开普勒第三定律（简称周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的 跟

它的公转 的二次方的比值都相等，即表达式为a 3/T 2=k ，比值k 是一

个与行星无关的常量， K 是只与中心星体的质量有关的常量，但不是恒量，

在不同的星系中，K 值不相同。月球绕地球圆周运动的周期是 ；地

球绕太阳运动的周期是 。

（4）中学阶段，对行星运动的几点近似处理：

①多数大行星的轨道 ，太阳 。

②对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动 。

③所有行星 的比值都相等。

例题3、理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括

卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（ ） A 、公式只适用于轨道是椭圆的运动

B 、式中的K 值，对于所有行星（或卫星）都相等

C 、式中的K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关

D 、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离

例题4、有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的几倍?

【课堂练习】

1．关于行星的运动，以下说法正确的是 ( )

A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心上

B ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大

C ．地球由近日点向远日点运动时线速度的不断减小

D ．开普勒第三定律中的比值k 只与中心天体的质量有关

2．发现行星运动规律的天文学家是 ( )

A ．第谷

B ．哥白尼

C ．牛顿

D ．开普勒

3．下列说法正确的是 ( )

A ．地球是宇宙的中心，是静止不动的

B ．太阳是宇宙的中心，是静止不动的

C ．宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的

D ．日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转

4．银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为8：1，则： (1 )它们的轨道半径的比为 ( )

A ．2：1

B ．4：1

C ．8：1

D ．1：4

(2)两行星的公转速度之比为 ( )

A ．1：2

B ．2：1

C ．1：4

D ．4：1

K T

R

2

3

5．关于开普勒第三定律a 3/T 2

=k 的理解，以下说法正确的是 ( )

A ．k 是一个与行星质量无关的常量，可称为开普勒恒量

B ．T 表示行星运行的自转周期

C ．该定律既适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕行星运动

D ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 1，周期为T 1，月球绕地球运转轨道的半长轴为R 2，周期

为T 2，则R 13/T 12= R 23/T 22

6．如图所示，在某行星的轨道上有a 、b 、c 、d 四个对称点，若行星运动周期为T ，则行星（ ）

A ．从d 经a 到b 的运动时间等于从b 经c 到d 的时间

B ．从a 到b 的时间小于四分之一周期

C ．从a 到b 的运动时间等于从c 到d 的时间

D ．从c 到d 的时间大于四分之一周期 7．关于开普勒第三定律的公式a 3/T 2=k ，下列说法正确的是( )

A ．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星

B ．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)

C ．式中的k 值，对所有行星(或卫星)都相等

D ．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k 值不同

8．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运动的轨道半径为R 1和R 2，若m 1=2m 2、R 1=4R 2，则它们的周期之比T 1∶T 2是多少？

【巩固提高】

1．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )

A ．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律

B ．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律

C ．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因

D ．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律

2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（ ）

A ．太阳位于木星运行轨道的中心

B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C ．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

3．关于万有引力定律，下列说法正确的有（ ）

A ．关于公式a 3/T 2=k 中的常量k ，它是一个与中心天体有关的常量

B ．开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用

C ．已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，则可判定金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离

D ．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是开普勒、伽利略

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