[练案+答案]人教版 必修二第六章第一节《行星的运动》练案+答案正式版
2017-2018学年高中物理必修二教师用书：第6章 1-行星
1．行星的运动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．(×) 行星绕太阳在椭圆轨道上运行，行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较，运动速率何处较大？图611【提示】 由开普勒第二定律可知，由于在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过相等的面积，显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长，因此运动速率较大．探讨1：如图612所示是地球绕太阳公转时的示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪天绕太阳运动的速度最大？图612【提示】 冬至日．由图可知，冬至日地球在近日点附近，由开普勒第二定律可知，冬至日地球绕太阳运动的速度最大．探讨2：如图613所示是“金星凌日”的示意图，观察图中地球、金星的位置，思考地球和金星谁的公转周期更长．图613【提示】地球．由题图可知，地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得，地球的公转周期更长一些．1．开普勒第一定律(1)认识：第一定律告诉我们，尽管各行星的轨道大小不同，但它们的共同规律是所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上，开普勒第一定律又叫椭圆轨道定律，如图614所示．(2)意义：否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置．图6142.开普勒第二定律(1)认识：行星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，又叫面积定律，如图615所示．图615(2)意义：描述了行星在其轨道上运行时，线速度的大小不断变化，并阐明了速度大小变化的数量关系．3．开普勒第三定律(1)认识：它揭示了周期与轨道半长轴之间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．因此又叫周期定律，如图616所示．图616(2)意义：比例常数k 与行星无关，只与太阳有关，因此定律具有普遍性，即不同星系具有不同的常数，且常数是由中心天体决定的．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【解析】 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，选项D 正确．【答案】 D2．日心说的代表人物是( ) A ．托勒密 B ．哥白尼 C ．布鲁诺D ．第谷【解析】 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． 【答案】 B3．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( )【导学号：50152057】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 【解析】 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．【答案】 C开普勒定律的三点注意(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．(3)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．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．在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动．(√) 2．行星的轨道半径和公转周期成正比．(×)3．公式a 3T2＝k 中的a 可认为是行星的轨道半径．(√)图617是火星冲日年份示意图，观察图中地球、火星的位置，思考地球和火星谁的公转周期更长．火星冲日年份示意图图617【提示】 由题图可知，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得：火星的公转周期更长一些．探讨1：在同一轨道上沿同一方向做匀速圆周运动的两颗人造地球卫星，它们的运行周期是否相同？【提示】 相同．由开普勒第三定律r 3T2＝k 可知，r 相同，则T 一定相同．探讨2：已知“嫦娥二号”卫星绕月球做匀速圆周运动时的周期比“嫦娥一号”卫星的周期小，则两颗卫星中哪个离月面近？【提示】 “嫦娥二号”卫星．开普勒定律不仅适用于行星的运动，也适用于卫星的运动，由r 3T＝k 可知，周期越小，轨道半径越小，故“嫦娥二号”卫星离月面近．1．天体的运动可近似看成匀速圆周运动：天体虽做椭圆运动，但它们的轨道一般接近圆．中学阶段我们在处理天体运动问题时，为简化运算，一般把天体的运动当作圆周运动来研究，并且把它们视为做匀速圆周运动，椭圆的半长轴即为圆半径．2．在处理天体运动时，开普勒第三定律表述为：天体轨道半径r 的三次方跟它的公转周期T 的二次方的比值为常数，即r 3T 2＝k .据此可知，绕同一天体运动的多个天体，轨道半径r 越大的天体，其周期越长．3．天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律，与一般物体的运动在应用这两个规律上没有区别．4．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是( )A ．4年B ．6年C ．8年D ．10年【解析】 根据开普勒第三定律：r 31r 32＝T 21T 22得r 3行r 3地＝T 2行T 2地，T 行＝r 3行r 3地T 地＝43×1年＝8年，故选项C 正确．【答案】 C5．如图618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( )【导学号：50152058】图618A.19天 B.13天 C ．1天D ．9天【解析】 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．【答案】 C6．阋神星，是一个已知最大的属于柯伊伯带及海王星外天体的矮行星，因观测估算比冥王星大，在公布发现时曾被其发现者和NASA 等组织称为“第十大行星”．若将地球和阋神星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图619所示．已知阎神星绕太阳运行一周的时间约为557年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R ，则阎神星绕太阳运行的轨道半径约为( )图619A.3557R B.2557R C.35572RD.25572R【解析】 由开普勒第三定律R 3地T 2地＝r 3阋T 2阋，得r 阋＝35572R .【答案】 C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 1＝r 32T 2＝k 列式求解．。
2019-2020年人教版物理必修二练习：第六章第1节 行星的运动含解析
第1节行星的运动1.下列关于开普勒对行星运动规律的认识的说法正确的是( A )A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C.所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D.所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比解析:由开普勒第一定律知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,选项A正确,B错误;由开普勒第三定律知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,选项C,D错误。
2.火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍,则火星轨道半径与金星轨道半径之比约为( A )A.2∶1B.3∶1C.6∶1D.9∶1解析:根据开普勒第三定律,得=,则===2,选项 A正确。
3.16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,提出了“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点目前看不存在缺陷的是( D )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,其他恒星离地球都十分遥远,比日地间距离大得多解析:天文学家开普勒在认真整理了第谷的观测资料后,在哥白尼学说的基础上,抛弃了圆轨道的说法,提出了以大量观测资料为依据的开普勒三定律,揭示了天体运动的真相,所有行星围绕太阳运动的轨道为椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上,整个宇宙是在不停运动的,故选项D不存在缺陷。
4.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,则太阳位于( A )A.F2点B.A点C.F1点D.B点解析:由开普勒第二定律可知,行星在近日点的速率大于在远日点的速率,结合题意可知,太阳位于F2,故选项A正确。
人教版高中物理必修第二册同步练习1行星的运动(含答案)
人教版（2019）物理必修第二册同步练习7.1行星的运动一、单选题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2.在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中,正确的说法是( )A.英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量GB.牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星C.哥白尼首先提出了“地心说”D.开普勒经过多年的天文观测和记录,提出了“日心说”的观点3.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.2:1B.4:1C.8:1D.16:14.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而变化。
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5.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示, 1F 和2F 是椭圆轨道的两个焦点,行星在A 点的速率比在B 点的速率大,则太阳是位于( )A. 2FB. AC. 1FD. B6.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41 2.010r km ⨯＝，公转周期1 6.4T ＝天．2006年3月，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42 4.810r km ⨯＝，则它的公转周期T最接近于( )2A．15天B．25天 C．35天 D．45天二、多选题7.关于开普勒行星运动的公式,以下理解正确的是( )A.是一个与行星无关的常量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则C.表示行星运动的自转周期D.表示行星运动的公转周期8.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和火星运行轨道公共的一个焦点上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参考答案1.答案：C解析：开普勒第一定律的内容:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A 错误。
人教版高中物理必修2 第六章第一节行星的运动作业
A组：合格性水平训练1．(地心说和日心说)(多选)下列说法中正确的是()A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说和地心说都不完善答案CD解析地心说和日心说都不完善，太阳、地球等天体都是运动的，不可能静止，故B错误，D正确。
地球是绕太阳运动的普通行星，并非宇宙的中心天体，故A错误，C正确。
2．(开普勒第三定律的理解)关于开普勒第三定律a3T2＝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．a代表行星的球体半径C．T代表行星运动的自转周期D．围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其k值不同答案D解析开普勒第三定律a3T2＝k，适用于所有天体，即适用于行星围绕恒星和卫星围绕行星的运转，A错误；a代表行星椭圆运动轨道的半长轴，B错误；T 代表行星或卫星绕中心天体运动的公转周期，C错误；k是一个与行星无关的常量，只与中心天体有关，同一中心天体k值相同，不同的中心天体，k值不同，D正确。
3．(开普勒运动定律的理解)下列关于行星绕太阳运动的说法中，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答案D解析由开普勒行星运动定律可知所有行星轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，由于不同行星轨道半长轴不同，故各行星的椭圆轨道不同，A、B错误；行星在椭圆轨道上运动的周期T和半长轴a满足a3T2＝k(常量)，轨道半长轴越长，运动周期越长，并且对于同一中心天体，k不变，故C错误，D正确。
4. (开普勒第二定律的应用)如图是行星m绕恒星M运行的示意图，下列说法正确的是()A．速率最大点是B点B．速率最小点是C点C．m从A点运动到B点做减速运动D．m从A点运动到B点做加速运动答案C解析由开普勒第二定律知，行星与恒星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，A点为近地点，速率最大，B点为远地点，速率最小，A、B错误；m由A 点运动到B点的过程中，离恒星M的距离越来越远，所以m的速率越来越小，做减速运动，C正确，D错误。
2020春物理必修2(人教版)训练：第六章第一节行星的运动Word版含解析
A级抓基础1．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是()A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆的中心B．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C．所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积D．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解析：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，故A、B错误；同一轨道的行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，如果轨道不同，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积并不相等，故C错误；根据普勒第三定律R3T2＝k，可知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，故D正确．答案：D2.(多选)如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是()A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变的B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内解析：根据开普勒第一定律(轨道定律)的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，选项A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，由于受到太阳的引力作用而被约束在一定的轨道上，选项C正确，D错误．答案：BC3.某行星绕太阳运动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点的速率大，则太阳位于()A．F2B．A C．F1D．B解析：根据开普勒第二定律，行星和太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，故行星在近日点的速率大于在远日点的速率，由题知行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳位于F2位置，选项A 正确．答案：A4．地球绕太阳运动的轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化．若认为冬至这天地球离太阳最近，夏至最远．则下列关于地球在这两天绕太阳公转时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．无法确定解析：冬至这天地球与太阳的连线短，夏至长．根据开普勒第二定律，要在相等的时间内扫过相等的面积，则在相等的时间内，冬至时地球运动的路径要比夏至时长，所以冬至对地球运动的速度比夏至时的速度大，选项B正确．答案：B5．(多选)某彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下面说法中正确的是()A．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D．若彗星公转周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的75倍解析：由开普勒第二定律知：v近>v远，ω近>ω远，故选项A、B正确；由a向＝v2r知a近>a远，故选项C正确；由开普勒第三定律得R3T2＝R3地T2地，当T＝75T地时，R＝3752R地≠75R地，故选项D错误.答案：ABC6．(多选)如图所示为哈雷彗星轨道示意图，A点和B点分别为其轨道的近日点和远日点，则关于哈雷彗星的运动，下列判断正确的是()A．在A点的线速度大于在B点的线速度B．在A点的角速度小于在B点的角速度C．在A点的加速度等于在B点的加速度D．哈雷彗星的公转周期一定大于1年解析：根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，可知近日点A的线速度大于远日点B的线速度，故A 正确；在近日点哈雷彗星运动的圆周半径小，而线速度大，故在近日点哈雷彗星运动的角速度大，故B错误；哈雷彗星在近日点的线速度大，轨道半径小，由a＝v2r，可知近日点A的向心加速度大，故C错误；哈雷彗星的椭圆轨道的半长轴显然大于地球绕太阳运动的半径，故其周期大于地球绕太阳运动的周期，D正确．答案：ADB级提能力7.(多选)如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为T B；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为T C.下列说法或关系式中正确的是()A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变C.a3T2B＝r3T2C，该比值的大小与地球有关D.a3T2B≠r3T2C，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关解析：由开普勒第一定律，可知选项A正确；由开普勒第二定律，可知B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，选项B错误；由开普勒第三定律，可知a3T2B＝r3T2C＝k，比值的大小仅与地球有关，C正确，D错误．答案：AC8．有一个名叫谷神的小行星质量为m＝1.00×1021 kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，求它绕太阳一周所需要的时间．解析：假设地球绕太阳运动的轨道半径为R 0，则谷神绕太阳运动的轨道半径为R ＝2.77R 0.已知地球绕太阳运动的运动周期为T 0＝365天．即T 0＝31 536 000 s.依据R 3T 2＝k ，对地球绕太阳运动，有R 30T 20＝k ， 对谷神绕太阳运动，有R 3T 2＝k ， 联立上述两式解得：T ＝ 2.773T 0＝1.45×108 s.答案：1.45×108 s9．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，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象中，正确的是 ( )解析：由r 3T 2＝k ，知r 3＝kT 2，D 项正确． 答案：D10．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r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，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r 2＝48 000 km ，则它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天解析：由开普勒第三定律得r31T21＝r32T22，故T2＝6.39×⎝⎛⎭⎪⎫48 00019 6003天≈24.5天，B项正确．答案：B11.太阳系各行星绕太阳轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上．如图为地球绕太阳运动的椭圆轨道，A为近日占，C为远日点，B、D为轨道短轴的两个端点，地球从B点经C点运动到D点的时间为t1，地球从D点经A点运动到B的时间为t2，下列说法正确的是()A．t1>t2B．t1<t2C．t1＝t2D．由于需要高等数学积分知识，高中阶段无法比较t1、t2的大小解析：根据开普勒第二定律，可知地球在AB段的速度大小大于BC段的速度大小，则有AB段的时间小于BC段的时间；地球在DA 段的速度大小大于CD段的速度大小，则有DA段的时间小于CD段的时间，所以有t1>t2，故选项A正确，B、C、D错误．答案：A12．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，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样(地球半径R地＝6 400 km)．解析：月球和人造地球卫星都环绕地球运动，故可用开普勒第三定律求解．当人造地球卫星相对地球不动时，人造地球卫星的周期同地球自转周期相同．设人造地球卫星的轨道半径为R，周期为T.由题意知月球轨道半径为60R地，周期T0＝27天，则有R3T2＝（60R地）3T20，解得：R＝3T2T20×60R地＝3⎝⎛⎭⎪⎫1272×60R地≈6.67R地．卫星离地高度H＝R－R地＝5.67R地＝5.67×6 400 km≈3.6×104 km.答案：3.6×104 km。
人教版 必修二第六章第一节《行星的运动》学案+答案
第六章 万有引力与航天6.1 《行星的运动》学案【学习目标】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。
[堂中互动][问题探究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 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 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】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.[问题探究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。
6.1 行星的运动 每课一练(人教版必修2)
第六章万有引力与航天1行星的运动1．开普勒关于行星运动的描述是()．A．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B．所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C．所有行星椭圆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．所有行星椭圆轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等解析根据开普勒三大定律判断知A、C正确．答案AC2．根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有()．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．卫星离地球越远，速率越小C．卫星离地球越远，周期越大D．同一卫星绕不同的行星运行，a3T2的值都相同解析由开普勒三定律知A、B、C均正确，注意开普勒第三定律成立的条件是对同一行星的不同卫星，有a3T2＝常量．答案ABC3．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图6－1－4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()．图6－1－4A．F2 B．A C．F1 D．B解析根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳在离A点近的焦点上，故太阳位于F2.答案 A4．如图6－1－5所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是()．图6－1－5A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变化的B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内解析根据开普勒第一定律(轨道定律)的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，选项A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，由于受到太阳的引力作用而被约束在一定的轨道上，选项C正确，D错误．答案BC5．1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107 m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中最接近其运行周期的是()．A．0.6 h B．1.6 h C．4.0 h D．24 h解析由开普勒第三定律可知，(r＋h1)3T21＝(r＋h2)3T22，r为地球的半径，h1、T1、h2、T2分别表示哈勃望远镜到地表的距离、哈勃望远镜的周期、同步卫星到地表的距离、同步卫星的周期(24 h)，代入数据解得T1＝1.6 h，选项B正确．答案 B6．有两颗行星环绕某恒星转动，它们的运动周期之比为27∶1，则它们的轨道半径之比为()．A．1∶27 B．9∶1C．27∶1 D．1∶9解析由R31T21＝R32T22得R1R2＝⎝⎛⎭⎪⎫T1T223＝2723＝9.答案 B7．人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的13，则此卫星运行周期大约是()．A．1天～4天B．4天～8天C．8天～16天D．大于16天解析人造地球卫星和月球均为地球的卫星，由r卫＝13r月，T月＝27天，由开普勒第三定律可得r3卫T2卫＝r3月T2月，则T卫＝r3卫r3月T2月＝5天，故选项B正确．答案 B8．木星绕太阳运动的周期是地球绕太阳运动周期的12倍，那么木星绕太阳运动的轨道的半长轴是地球绕太阳运动的轨道的半长轴的多少倍？解析设木星和地球绕太阳运动的周期分别为T1和T2，它们椭圆轨道的半长轴分别为a1和a2，根据开普勒第三定律得a31T21＝a32T22则a1a2＝3T21T22＝3122≈5.24.答案 5.24倍9．在宇宙发展演化的理论中，有一种学说叫“宇宙膨胀说”，就是天体的距离在不断增大，根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比()．A．公转半径较大B．公转周期较小C．公转周期较大D．公转角速度较大解析很久很久以前与现在相比，公转半径较小，公转周期较小．答案BD10．若火星和地球都绕太阳做匀速圆周运动，今知道地球的质量、公转的周期和地球与太阳之间的距离，今又测得火星绕太阳运动的周期，则由上述已知量可求出()．A．火星的质量B．火星与太阳间的距离C．火星的加速度大小D．火星做匀速圆周运动的线速度大小解析根据开普勒第三定律可得，r3地r3火＝T2地T2火可见可求出r火，又根据a＝ω2r＝4π2T2r和v＝2πrT，可求出火星的a和v.故B、C、D正确．答案BCD11．太阳系八大行星的公转轨道均可近似看做圆轨道，“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．地球与太阳之间的平均距离约为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().C．4.6亿千米D．6.9亿千米解析由开普勒第三定律a3T2＝k知r3地T2地＝r3火T2火，故r火＝r地3T2火T2地＝2.3亿千米，选项B正确．答案 B12．太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．下图中坐标系的横轴是lg TT0，纵轴是lg RR0；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是()．解析由开普勒第三定律有：R3T2＝R30T20，即3lgRR0＝2lgTT0，整理有lgRR0＝23lgTT0，故选择B选项．答案 B13．天文观测发现某小行星绕太阳的周期是27年，它离太阳的最小距离是地球轨道半径的2倍，求该小行星离太阳的最大距离是地球轨道半径的几倍？解析设该小行星离太阳的最大距离为s，由开普勒第三定律有⎝⎛⎭⎪⎫2R＋s23 T′2＝R3T2得：s＝16R，即该小行星离太阳的最大距离是地球轨道半径的16倍．答案16倍14．太阳系中八大行星与太阳的距离见下表：(1)水星与金星的公转周期之比；(2)地球围绕太阳公转的周期按365天计算，试计算火星、海王星的公转周期．解析(1)由开普勒第三定律可知R3水T2水＝R3金T2金解得T水T金＝R3水R3金＝0.3930.723＝1∶2.5(2)R3地T2地＝R3火T2火＝R3海T2海，从题表中找出对应的数据，代入算式，可解得T火＝686.7天，T海＝60 275.7天．答案(1)1∶2.5(2)686.7天60 275.7天。
(人教版)物理高一必修二堂探究学案：6.1-行星的运动(有答案)
课堂探究探究一 对开普勒定律的进一步认识问题导引如图所示为地球绕太阳运行的示意图，图中椭圆表示地球的公转轨道，A 、B 、C 、D 分别表示春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置，试分析说明一年之内秋冬两季比春夏两季要少几天的原因。
提示：地球绕太阳运行时，对于北半球的观察者而言，秋冬季节地球在近日点运动，经过CDA 这段曲线；在春夏季节地球经过ABC 这段曲线，根据开普勒第二定律，地球在秋冬季节比在春夏季节运动得快一些，时间相应就短一些。
一年之内，春夏两季共184天，秋冬两季只有181天。
名师精讲1．从空间分布认识：行星的轨道都是椭圆的，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上。
因此第一定律又叫椭圆轨道定律，如图所示。
特别提醒 (1)各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但是太阳总处在所有轨道的一个共同焦点上，又称焦点定律；(2)不同行星轨道的半长轴是不同的(例如冥王星轨道半长轴的长为水星轨道半长轴的100倍)；(3)行星的椭圆轨道都很接近圆(例如地球绕太阳椭圆轨道半长轴为1.495×102 km ，半短轴为1.494 8×102 km)中学阶段在分析处理天体运动问题时，可以将行星轨道作为圆来处理。
这是一种突出主要因素、忽略某些次要因素的理想化方法，是研究物理问题的常用方法。
2．从速度大小认识：如图所示，如果时间间隔相等，即t 2－t 1＝t 4－t 3，由开普勒第二定律，面积S A ＝S B ，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率就越大。
特别提醒 该定律反映出同一行星在远日点速率小于近日点速率，又称为速度定律。
3. 对a 3T 2＝k 的认识：在图中，半长轴是AB 间距的一半，不要认为a 等于太阳到A 点的距离；T 是公转周期，不要误认为是自转周期，如地球的公转周期是一年，不是一天。
特别提醒 (1)高中阶段，如果将行星轨道看作圆，则R 为圆的半径；(2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体，例如，对于任何一个行星的不同卫星来说，它的(r 3T 2＝k )k 值是相同的，也是一个与卫星无关只与被卫星所环绕的行星有关的常量(例如地球的k 值为1.008%)；(3)开普勒研究所依据的资料都是凭肉眼观察的，随着望远镜等精密仪器的出现，发现开普勒定律只是近似的，行星实际的运动情况与开普勒定律有少许的偏离；(4)开普勒定律只阐述了行星的运动规律，而没有说明行星运动的状态变化的“动力学”原因。
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6.1 《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. 3：1
B. 9：1
C. 27：1
D. 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 ．3/2
21R R ⎛⎫
⎪⎝⎭
B . 3/2
12R R ⎛⎫
⎪⎝⎭
C .
12m m D . 21
m 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 R C
D
5．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3
2R k T
=，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R 1，周期为T 1，则3
31221
R R T 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
a
v ，
则过远日点时速率为（ ） A 、a b v a b
v =
B 、a b v b a v =
C 、b a
v b =a v D 、a b v a
b
v =
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T 1,B 行星的周期为T 2,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
R ，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，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=6.4×103 km)
【课堂练习】
1.D
2.D
3.B
4.BD
5. （1）A （2）C 练案 【A 组】
1.D
2.B
3.B
4.B
5.B 【B 组】
1. AD
2.C
3.BD
4.
5. 【解析】：开普勒定律不仅对所有围绕太阳运动的行星适用，而且也适用于卫星、飞船等绕行星的运
动。
解：当飞船做半径为R 的圆周运动时，由开普勒第三定律 ：K T
R =23
当飞船返回地面时，从A 处降速后沿椭圆轨道至B 。
设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T ’，椭圆的半长轴
为a ，则 k T a =23
'
可解得：T R
a
T ⋅=3)(' 由于20R R a +=
，由A 到B 的时间2
'
T t = R R R R T R R T R
R R T t 24)()
2(
2
12'003
3
0+⋅+=⋅+==
∴ 答案：R R R R
T R R 24)(0
0++。