高中物理 第六章《行星的运动》学案 新人教版必修2
高中物理 第六章 万有引力与航天 6.1行星的运动教学案 新人教版必修2
高中物理第六章万有引力与航天 6.1行星的运动教学案新人教版必修2班级________姓名________学号_____ 学习目标:1．了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)。
2．了解开普勒对行星运动的描述。
学习重点:1．地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)。
2．开普勒三大定律。
学习难点:有关开普勒三大定律的理解和认识。
主要内容:一、地心说和日心说l．地心说：在古代，以希腊亚里士多德为代表，认为地球是宇宙的中心。
其它天体则以地球为中心，在不停地运动。
这种观点，就是“地心说”。
公元二世纪，天文学家托勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发展完善了“地心说”描绘了一个复杂的天体运动图象。
2．日心说：随着天文观测不断进步，“地心说”暴露出许多问题。
逐渐被波兰天文学家哥白尼提出的“日心说”所取代。
波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。
“日心说”认为，太阳不动，处于宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自转。
“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。
这种学说和宗教的主张是相反的。
为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。
伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。
哥白尼(1473一1543)Nicolaus Copemicus二、开普勒行星运动三大定律十七世纪，德国人开普勒在“日心说”的基础上，整理了他的老师，丹麦人第20多年观测行星运动的数据后，经过四年艰苦计算，总结了关于行星运动的三条规律，即：开普勒第一定律：也叫椭圆轨道定律，它的具体内容是：所有行星分别在大小不同的轨道上同绕太阳运动。
人阳在这些椭圆的一个焦点上。
他当时算出，火星的偏心率为0．093，是当时所知的在太阳系内最大的，因此椭圆轨道最为明显。
他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论。
高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动教案 新人教版必修2
第一节行星的运动课时：一课时教师：教学目标三个维度的教学目标具体为：知识与技能(1)知道地心说和日心说的基本内容；(2)知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；(3)知道所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方跟周期的二次方的比值相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．过程与方法(1)理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的；(2)了解科学发现的艰辛，真理是来之不易的．情感、态度与价值观通过教学活动，使同学们感受到科学探索的乐趣与科学探究方法的魅力，树立为科学献身的远大理想．重点与难点重点是开普勒关于行星运动的描述，难点是体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法．教学用具多媒体课件、实物投影仪、木板、白纸、棉线．教学过程：二个视频、〔导入新课〕学生齐读P31页二自然段自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象吸引了无数智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．我们的祖先发现，大多数星星的相互位置几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景下移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以把它们叫“行星”．认识宇宙要从行星开始．新课教学：一、古人对天体运动的看法及发展过程？1、古代人们对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？科学的足迹1、地心说代表人物：托勒密观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
2、日心说代表人物：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球。
观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
3、日心说的进一步完善（1）天才观察者：第谷·布拉赫把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/(2) 开普勒：真理超出希望开普勒行星运动三定律[探究1]行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？圆？年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21春92天夏94天秋89天冬90天秋冬两季比春夏两季时间短第谷（丹麦）二十年的精心观测开普勒（德国）潜心研究 8分的误差四年多的刻苦计算否定19 种假设行星轨道为椭圆假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得从秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。
高中物理 第6章 1 行星的运动教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
1．行星的运动[学习目标] 1.了解地心说和日心说的内容． 2.理解开普勒行星运动三定律的内容．(重点) 3.掌握行星运动定律的应用．(重点、难点) 4.了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易．一、地心说和日心说开普勒定律1．地心说(1)内容：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动．(2)代表人物：托勒密．2．日心说(1)内容：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．(2)代表人物：哥白尼．3．开普勒定律定律内容公式或图示开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上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相等的面积开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等公式：a3T2＝k，k是一个与行星无关的常量1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．2．对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变，即行星做匀速圆周运动．3．所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动． (×) (2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动． (×) (3)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的． (×) (4)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动． (√) (5)行星的轨道半径和公转周期成正比．(×) (6)公式a 3T2＝k 中的a 可认为是行星的轨道半径．(√)2．日心说的代表人物是( ) A ．托勒密 B ．哥白尼 C ．布鲁诺D ．第谷B [日心说的代表人物是哥白尼，布鲁诺是宣传日心说的代表人物．] 3．下述说法中正确的有( )A ．一天24 h ，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实B ．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动C ．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小D ．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间C [地球以太阳为中心转动一周是公认的事实，一天24 h ，故A 错误；各行星都分别在以太阳为焦点，做椭圆运动，故B 错误；由开普勒第三定律r 3T2＝k ，可知：水星离太阳最近，则运动的周期最小，C 正确；月球是地球的卫星，它绕地球一周需一个月的时间，故D 错误．]对开普勒行星运动定律的理解定律 认识角度 理解开普勒第一定对空间分布的各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳是所有轨道的律 认识 一个共同焦点不同行星的轨道是不同的，可能相差很大开普勒 第二定律对速度大小的认识行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小近日点速度最大，远日点速度最小开普勒 第三定律对周期长短的认识椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体常数k 只与其中心天体有关【例1】 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C [太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A 项错误；火星与木星轨道不同，在运行时速度不可能始终相等，B 项错误；“在相等的时间内，行星与太阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的，不同的行星，则不具有可比性，D 项错误；根据开普勒第三定律，对同一中心天体来说，行星公转半长轴的三次方与其周期的平方的比值为一定值，C 项正确．]开普勒行星运动定律的四点注意(1)开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而得出的规律，它们都是经验定律． (2)开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动．(3)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的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律．(4)绕同一中心天体运动的轨道分别为椭圆、圆的天体，k 值相等，即r 3T 21＝a 3T 22＝k .1．某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是( )A ．太阳一定在椭圆的一个焦点上B ．该行星在a 点的速度比在b 、c 两点的速度都大C ．该行星在c 点的速度比在a 、b 两点的速度都大D ．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的C [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，则A 正确；每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，即近日点速度快，远日点速度慢，则B 、D 正确，C 错误．]开普勒第三定律的应用1．适用X 围：既适用于做椭圆运动的天体，也适用于做圆周运动的天体；既适用于绕太阳运动的天体，也适用于绕其他中心天体运动的天体．2．用途(1)求周期：两颗绕同一中心天体运动的行星或卫星，知道其中一颗的周期及它们的半长轴(或半径)，可求出另一颗的周期．(2)求半长轴：两颗绕同一中心天体运动的行星或卫星，知道其中一颗的半长轴(或半径)及它们的周期，可求出另一颗的半长轴(或半径)．3．k 值：表达式a 3T2＝k 中的常数k ，只与中心天体的质量有关，如研究行星绕太阳运动时，常数k 只与太阳的质量有关，研究卫星绕地球运动时，常数k 只与地球的质量有关．【例2】 飞船沿半径为R 的圆周绕地球运动，其周期为T .如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B 点相切，如图所示．如果地球半径为R 0，求飞船由A 点运动到B 点所需要的时间．思路点拨：分析该题的关键是：①开普勒第三定律对圆轨道和椭圆轨道都适用． ②椭圆轨道的半长轴大小为R ＋R 02.③飞船由A 点运动到B 点的时间为其椭圆轨道周期的一半．[解析] 飞船沿椭圆轨道返回地面，由题图可知，飞船由A 点到B 点所需要的时间刚好是沿图中整个椭圆运动周期的一半，椭圆轨道的半长轴为R ＋R 02，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T ′.根据开普勒第三定律有R 3T 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋R 023T ′2.解得T ′＝T⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋R 02R 3＝(R ＋R 0)T 2R R ＋R 02R. 所以飞船由A 点到B 点所需要的时间为t ＝T ′2＝(R ＋R 0)T 4RR ＋R 02R . [答案](R ＋R 0)T 4RR ＋R 02R上例中，飞船在半径为R 的圆周轨道与椭圆轨道上运行时的周期之比为多少？提示：由R 3T2＝k 知，T ∝R 3.则周期之比为R 3⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋R 023＝8R3(R ＋R 0)3.应用开普勒第三定律的步骤(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成立． (2)明确题中给出的周期关系或半径关系．(3)根据开普勒第三定律r 31T 21＝r 32T 22＝k 列式求解．2．理论和实践证明，开普勒行星运动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．对于开普勒第三定律的公式R 3T2＝k ，下列说法正确的是( )A ．公式只适用于轨道是椭圆的运动B ．公式中的T 为天体的自转周期C ．公式中的k 值，只与中心天体有关，与绕中心天体公转的行星(或卫星)无关D ．若已知月球与地球之间的距离，根据开普勒第三定律公式可求出地球与太阳之间的距离C [开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，所以也适用于轨道是圆的运动，故A 错误；式中的T 是行星(或卫星)的公转周期，B 错误；式中的k 是与中心星体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关，故C 正确；月球绕地球运动，地球绕太阳运动，不是同一个中心天体，式中的k 是与中心星体的质量有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，故D 错误．]课 堂 小 结知 识 脉 络1.开普勒第一定律指明行星绕太阳的轨道为椭圆轨道，而非圆轨道；第二定律可导出近日点速率大于远日点速率；第三定律指明了行星公转周期与半长轴间的定量关系． 2．近似处理时，可将行星绕太阳运动或卫星绕地球运动看作是匀速圆周运动，且对同一中心天体的行星或卫星，a 3T2＝k 中的k 值均相同.1．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( ) A ．所有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D [所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上．运动的周期T 与半长轴a 满足a 3T2＝k ，故选项A 、B 、C 均错误，选项D 正确．]2．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2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 ．B B ．F 1C ．AD ．F 2B [根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．行星在近日点速率大于在远日点速率，即A 为近日点，B 为远日点，太阳位于F 1，故B 正确．]3.如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的19，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是( )A ．19天B ．13天 C ．1天 D ．9天 C [由于r 卫＝19r 月，T 月＝27天，由开普勒第三定律r 3卫T 2卫＝r 3月T 2月，可得T 卫＝1天，故选项C正确．]4．银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期之比为27∶1，则它们的轨道半长轴之比是( )A ．3∶1B ．9∶1C ．27∶1D ．1∶9B [根据开普勒第三定律T 2r 3＝k 可得绕同一颗恒星运动的两个行星有T 21r 31＝T 22r 32，解得轨道半长轴之比是r 1r 2＝3T 21T 22＝327212＝91，B 正确．]。
新人教版必修2高中物理行星的运动导学案
高中物理行星的运动导学案新人教版必修2【使用说明】1、认真阅读教材内容，按层次完成自学部分；（☆☆为跳高题、☆为跑步题、无☆为走路题）2、通过自学初步完成探究部分，标好疑点，以备展示、讨论。
【学习目标】1、了解人类对行星运动规律的认识历程。
2、知道开普勒行星运动规律及其科学价值，，了解第三定律中k值只与中心天体有关。
3、体会实事求是，尊重客观事实，敢于坚持真理的科学精神。
【自主学习】阅读教材第．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．六章第一节《行星的运动》并完成自主探究部分。
一、行星运动的认识历程1、古代认识（星相学）经过长期观察，绝大多数天体东升，古人把天体分为和。
2、总结规律：以托勒密为代表主张。
以哥白尼为代表的主张。
经过长期争论战胜了，最终被接受。
3、德国天文学家用了20年时间研究了丹麦天文学家的观测记录，发现行星绕太阳运动的轨道不是圆而是。
他还发现了行星运动的其他规律，发现了。
二、开普勒行星运动定律1、开普勒第一定律：查找资料：什么是椭圆？有什么性质？2、开普勒第二定律：可以得到推论：近日点速度，远日点速度。
3、开普勒第三定律：比值k只与有关。
第三定律说明轨道半长轴越的行星，其公转周期越；三、行星运动的近似处理方法1、行星绕太阳运动的轨道十分接近，太阳处在。
2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度大小），即行星做运动。
3、所有行星轨道跟他的的比值都相等，即。
四、推广开普勒三定律普遍适用于绕其他恒星的行星和绕行星的卫星。
卫星绕地球运转，地球绕太阳运转遵循相同的运动规律。
【自主探究】无☆全体都做、☆．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，问题部分作出标记。
．．．．．．．．B．级可做、☆☆．．．．．．A．级可做。
有简单步骤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”的如下四个基本理论，这四个论点目前看存在的缺陷是（）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，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。
高中物理 第六章 6.1行星的运动导学案 新人教版必修2
高中物理第六章 6.1行星的运动导学案新人教版必修2第六章6、1行星的运动导学案新人教版必修2【学习目标】1、知道地心说和日心说的基本内容。
2、掌握开普勒三个定律的内容。
3、理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的，真理是来之不易的。
【学习重点难点】开普勒行星运动定律的理解和应用【学习过程】【自主学习】在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。
人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。
[阅读课本]：32页第一、二两段，回答下列问题：一、古代对行星运动规律的认识问题1：、古人对天体运动存在哪些看法? 问题2、什么是“地心说”?什么是“日心说”’? 问题3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读教材第33页《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处、二、开普勒行星运动三定律问题4：古人认为天体做什么运动? 问题5：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的? 问题6：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么? 开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在上、问题7：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?[做一做] 可以用一条细绳和两图钉来画椭圆、如图所示，把白纸铺在木板上，然后按上图钉、把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态、铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点、想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?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时间内扫过、问题8：如图7、1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的三次方跟的平方的比值都相等、表达式为。
高中物理 6.1 行星的运动导学案2 新人教版必修2
高中物理必修二6.1 行星的运动[学习目标]1、 知道地心说和日心说的基本内容和发展过程2、 知道开普勒行星运动定律的建立过程3、 能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题 【学习过程】学点一、地心说和日心说1.地心说: 是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动。
2.日心说： 是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动。
3.两种学说的局限性都把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完美，最和谐的 运动，而和丹麦天文学家 的观测数据不符。
思：“日心说”打败了“地心说”，是否说明日心说比地心说完善？学点二、开普勒行星运动规律一、探究开普勒第一定律（轨道定律） 表一：各年四节气具体日期统计表 年份 春分 夏至 秋分 冬至 2008 3月20日 6月21日 9月22日 12月22日 2009 3月20日 6月21日 9月23日 12月22日 20103月21日6月21日9月23日12月22日通过分析数据，可以得到以下结论：春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天 说明：四季的时间是不相等的 进而说明：地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动 开普勒第一定律所有 绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 的一个 上。
二、探究椭圆轨道特征将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。
这两个定点称为此椭圆的两个焦点。
从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，既 常数。
O 点为对称中心点, 称为半长轴； 称为半短轴。
=+21PF PF三、探究开普勒第二定律（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 内扫过的 。
思：1、试比较近日点和远日点地球的速度大小？2、试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？四、探究开普勒第三定律（周期定律）动手计算后，你得到了什么？经计算可知：所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等.说明：K 值与环绕天体无关，与中心天体有关。
高中物理 必修二 第6章 第一节 行星的运动学案 新人教版必修2
第一节行星的运动一、两种学说二、开普勒行星运动定律三、开普勒行星运动定律的实际应用1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．2．对某一行星来说，它绕太阳转动的角速度(或线速度)大小不变，即行星做匀速圆周运动．3．所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方比值都相等．行星运动的模型一、模型特点1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．2．对某一行星，它绕太阳运动的角速度(或环绕速度大小)不变，行星做匀速圆周运动．3．所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值相同．若用r表示轨道半径，T表示公转周期，则r3T2＝k.二、典例剖析飞船沿半径为r的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示．如果地球半径为r0，求飞船由A点到B点所需的时间．解析：由开普勒第三定律知，飞船绕地球做圆周(半长轴和半短轴相等的特殊椭圆)运动时，其轨道半径的三次方跟周期的平方的比值，等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时其半长轴的三次方跟周期平方的比值．飞船椭圆轨道的半长轴为r＋r02，设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′，则有r3T2＝（r＋r0）38T′2.而飞船从A到B点所需的时间为：t＝T′2＝28⎝⎛⎭⎫1＋r0r32·T.答案：28⎝⎛⎭⎫1＋r0r32·T1．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法不正确的是(B) A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆C．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同2．行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么它运动周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常量，设T2r3＝k，则常量k的大小(A)A．只与恒星的质量有关B．与恒星的质量及行星的质量有关C．只与行星的质量有关D．与恒星的质量及行星的速度有关3．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)A．F2 B．AC．F1 D．B4．(多选)两个小行星都绕太阳做圆周运动，其周期分别是T、3T，则(BC)A．它们轨道半径之比为1∶3B．它们轨道半径之比为1∶39C．它们运动的速度之比为33∶1D．以上选项都不对一、选择题1．关于行星的运动，以下说法正确的是(BD)A．行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C．水星的半长轴最短，公转周期最长D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长2．太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为 1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为(B)A.1.2亿千米B．2.3亿千米 C．4.6亿千米 D．6.9亿千米3．两颗行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2，则它们的公转周期之比为(C)A.r1r2B.r31r32C.r31r32D．无法确定解析：由开普勒第三定律可知：r31T21＝r32T22，解得T1T2＝r31r32，故C正确．4．太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转周期之比为8∶1，则两行星的公转速度之比为(C) A．2∶1 B．4∶1 C．1∶2 D．1∶4解析：由开普勒第三定律R31T21＝R32T22，解得R1R2＝3T21T22＝41.由v＝2πRT得v1v2＝R1R2·T2T1＝41×18＝12，故C正确．5．关于天体运动，下列说法中正确的是(D)A．天体的运动与地面上物体的运动所遵循的规律是不同的B．天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动C．太阳东升西落，所以太阳绕地球运动D．太阳系的所有行星都围绕太阳运动6．据新华社2011年5月15日电，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象. 关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是(BC)A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道不相同C．离太阳越近的行星，其公转周期越小D．离太阳越远的行星，其公转周期越小二、非选择题7．地球绕太阳运行的半长轴为1.50×1011 m，周期为365天；地球同步卫星绕地球运行的轨道半长轴为4.24×107 m，周期为1天，则对于绕太阳运行的行星，k s的值为________m3/s2；对于绕地球运行的卫星，k e 的值为________m 3/s 2.解析：根据地球绕着太阳运行的参数得：k s ＝（1.5×1011）3（365×24×3 600）2 m 3/s 2≈3.4×1018m 3/s 2.根据同步卫星绕着地球运行的参数求出：k e ＝（4.24×107）3（24×3 600）2 m 3/s 2≈1.0×1013m 3/s 2.答案：3.4×10181.0×10138．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为r 1和r 2.如果m 1＝2m 2，r 1＝4r 2，求它们的运行周期之比T 1∶T 2.解析：由开普勒第三定律r 3T 2＝k 知r 31T 21＝r 32T 22.即⎝⎛⎭⎫T 1T 22＝⎝⎛⎭⎫r 1r 23＝43，所以T 1T 2＝81，其比值与质量无关．答案：8∶19．木星绕太阳运动的周期为地球绕太阳运动周期的12倍，那么，木星绕太阳运动轨道的半长轴是地球绕太阳运动轨道的半长轴的多少倍？解析：设木星、地球绕太阳运动的周期分别为T 1、T 2，它们轨道的半长轴分别为a 1、a 2，根据开普勒第三定律得a 31T 21＝a 32T 22，则a 1a 2＝3T 21T 22＝3122≈5.24，所以a 1＝5.24a 2.即木星绕太阳运动轨道的半长轴约为地球绕太阳运动轨道的半长轴的5.24倍．答案：5.24倍。
高中物理 第六章 第一节 行星的运动教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
第一节行星的运动教学目标：〔一〕知识与技能1、知道地心说和日心说的基本内容．2、知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．3、知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．4、理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的．〔二〕过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解．〔三〕情感、态度与价值观1．澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法．2．感悟科学是人类进步不竭的动力．教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习．教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用.教学方法：讲授法教学过程：〔一〕引入新课宇宙中有无数大小不同，形态各异的天体，由这些天体组成的神秘的宇宙始终是人们渴望了解的领域，人们认识天体运动围绕“天体怎样运动？〞和“天体为什么这样运动？〞两个基本问题进行了长期的探索研究，提出了很多观点。
通过本节的学习，我们应了解这些观点，知道行星如何运动。
〔二〕新课教学一、行星运动的两种学说1、地心说地心说的代表人物是亚里士多德和托勒玫。
他们从人们的日常经验〔太阳从东边升起，西边落下〕提出地心说，认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，所有行星围绕地球作圆周运动。
地心说比较符合当时人们的经验和某某神学的思想，成为神学的信条，被人们信奉了一千多年，但它所描述的天体运动，不仅复杂而且以此为依据所得的历法与实际差异很大。
2、日心说日心说的代表人物是哥白尼，他在《天体运行论》一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。
认为太阳是静止不动的，地球和其他行星围绕太阳运动。
把地球从天体运动的中心位置移到了一个普通的行星的位置。
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6.1 《行星的运动》学案【课标要求】1.知道地心说和日心说的基本内容。
2.知道行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
3.学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。
4.了解人类对行星的认识过程是漫长且复杂的，真理来之不易。
【重点难点】开普勒三大定律且应用 【课前预习】1、“地心说”的观点： 。
代表人物是 。
2、“日心说”的观点： 。
代表人物是 。
3、开普勒第一定律： 。
4、开普勒第二定律： 。
5、开普勒第三定律： 。
公式是 。
6、公式k Ta 23中的比例系数k 与 有关。
[探究与生成][问题1] 古代对行星运动规律的认识 [教师点拨]对天体的运动，历史上有过“地心说”和“日心说”两种对立的认识。
发生过激烈的斗争。
1、地心说由于地球的自转，我们在地球上看到天上的星星，感觉上都是绕地球运动，太阳与月亮也一样，这样人们就很容易得出，地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的。
这就是地心说。
其代表人物是古希腊的托勒密．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位．2、日心说波兰天文学家哥白尼(1473-1543)提出“日心说”（《天体运行论》）：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动。
为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。
“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。
”实际上，太阳也不是宇宙的中心，也并非静止，它在以2.46亿年的周期绕银河系中心运动。
…… 例1．16世纪,哥白尼经过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,这四个基本论点目前看不存在缺陷的是( )A.宇宙的中心是太阳,所有的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,月球是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.天体不转动,因为地球每天自西向东转一周,造成天体每天东升西落的现象D.与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多【解析】选D ，所有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;，所有行星实际并不是在做匀速圆周运动,整个宇宙是在不停运动的.所以目前只有D中的观点不存在缺陷.【拓展与分享】关于天体的运动以下说法正确的是（）A.天体的运动毫无规律,无法研究B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动【解析】选D.天体运动是有规律的,不是做匀速圆周运动,且轨迹是椭圆,而日心说认为太阳系中的所有行星都绕太阳转动.A、B、C均错误,D正确.[问题2]开普勒行星运动定律[教师点拨]1、第谷的观测和记录第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。
2、开普勒的计算及得出的结论——开普勒三定律开普勒（1571-1630，德国天文学家）在第谷（开普勒的导师）的工作基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。
这个星表比其他星表要精确得多，因此直到十八世纪中叶，《鲁道夫星表》仍然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的形式几乎没有改变地保留到今天，他被称为“天上的立法者”。
开普勒在研究第谷观测所记录的数据时，也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的，但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8’的角度误差。
当时公认的第谷的观测误差不超过2’，开普勒想，这不容忽视的8’也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动造成的。
至此，人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动，第一次受到了怀疑。
后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料，经过四年多的刻苦计算，先后否定了19种设想，最后总结发现行星运动的三条规律：◆开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星分绕太阳运动轨道的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
◆开普勒第二定律（面积定律）：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。
理解：即近日点速率最大，远日点速率最小。
◆开普勒第三定律（周期定律）：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。
即：32a k T= （比值k 是一个与行星无关的常量）开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础。
在运用开普勒定律时注意：①开普勒定律不仅适用于行星绕太阳运动，同时它适用于所有的天体运动。
只不过对于不同的中心天体，32a k T=中的k 值不一样。
如金星绕太阳的32a k T =与地球绕太阳的32a kT =是一样的，因为它们的中心天体一样，均是太阳。
但月球绕地球运动的32a k T =与地球绕太阳的32a kT =是不一样的，因为它们的中心天体不一样。
②行星轨道都是椭圆，但与圆近似，故计算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。
③开普勒定律是根据行星运动的现察结果而总结归纳出来的规律．它们每一条都是经验定律，都是从行星运动所取得的资料中总结出来的规律．开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容，不涉及力学原因。
3.当将行星运动轨迹看做圆时，可以有以下理解：① 行星绕太阳运动的轨迹十分接近圆，太阳处在圆心。
② 对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动。
③ 所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
例2．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.m 从A 到B 做减速运动 D.m 从B 到A 做减速运动【解析】选C.由开普勒第二定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此，A 、B 错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确，D 错误. 【拓展与分享】地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。
冬至这天地球离太阳最近，夏至最远。
下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，正确的是 （ ） A ．地球公转速度是不变的 B ．冬至这天地球公转速度大C ．夏至这天地球公转速度大D ．无法确定 答案：B例3．关于开普勒第三定律中的公式32a k T == k,下列说法中正确的是( ) A.k 值对所有的天体都相同B.该公式适用于围绕太阳运行的所有行星C.该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星D.以上说法都不对【解析】对于不同的中心天体，32a k T=中的k 值不一样。
A 错.此公式虽由行星运动规律总结所得,但它也适用于其他天体的运动,包括卫星绕地球的运动,B 、C 对,D 错.【拓展与分享】地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形的.已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍,则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( ) A.0.19 B.0.44 C.2.3 D.5.2【解析】选 B ,据开普勒第三定律木木木木2323T R T R =，可知木星与地球绕太阳运动周期之比地木地木33R R T T =，而线速度T R π2v =,故两行星线速度之比44.0v v 33≈•=木地地木地木R R R R ，B 正确【课堂练习】1．下面关于丹麦天文学家第谷，对行星的位置进行观察所记录的数据，说法正确的是 ( ) A ．这些数据在测量记录时误差相当大 B ．这些数据说明太阳绕地球运动C ．这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合D ．这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合 2.关于开普勒定律，下列说法错误的是（ ）A.开普勒定律是根据长时间连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度大，距离大时速度小C.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看做为圆，即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动D.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是不遵循开普勒定律的3．关于行星的运动说法正确的是（ ）A 、行星半长轴越长，自转周期越大B 、行星半长轴越长，公转周期越大C 、行星半长轴越长，公转速度越大D 、木星质量最大，公转周期最大4．下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( ) 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5.太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转的轨迹为圆，且周期之比为8∶1，则 （1）它们的轨道半径的比为 （ ）A.4∶1B.8∶1C.2∶1D.1∶4 （2）两行星的公转速度之比为 （ ） A.2∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶46.1 《行星的运动》练案【A 组】1.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的( ) 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同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同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2．银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期为27：1，则它们的轨道半长轴比是（ ）A. 3：1B. 9：1C. 27：1D. 1：9 3．两个质量分别是m 1和m 2的行星，它们绕太阳运行的轨道半径分别等于R R 12和，则它们运行周期的比等于（ ）A ．3/221R R ⎛⎫ ⎪⎝⎭B. 3/212R R ⎛⎫ ⎪⎝⎭C.12m m D. 21m m 4. 我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R 1，远地点距地心距离为R 2，则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为（ ） A ．12R R B. 21R R5．某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1／3，则此卫星运行的周期大约是 ( )A．1～4天之间 B．4～8天之间 C．8～16天之间D．16～20天之间【B组】1．关于开普勒行星运动定律的公式32RkT=，下列说法正确的是（）A．k是一个与行星无关的量B．若地球绕太阳运转的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运转的半长轴为R1，周期为T1，则331221RRT T=。
C．T表示行星的自转周期D．T表示行星的公转周期2．某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳距离为b，过近日点时行星的速率为av，则过远日点时速率为（）A、abvabv= B、abvbav= C、bavb=av D、abvabv=3.如图所示,有A、B两个行星绕同一恒星O沿不同轨道做圆周运动,旋转方向相同.A行星的周期为T1,B行星的周期为T2,在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星距离最近),则( )4.地球到太阳的距离为水星到太阳距离的 2.6倍,那么地球和水星绕太阳运动的速度之比是多少?(设地球和水星绕太阳运动的轨道为圆)5.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T，地球半径为0R，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？6．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，ABR应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在天空不动一样？(R 地=6.4×103km)答 案6.1 《行星的运动》 【课前预习】1. 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及所有的星星都是绕地球转动的 古希腊的托勒密 2. 太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动 波兰天文学家哥白尼3.所有行星分绕太阳运动轨道的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。