2013-2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：6.1 行星的运动

金品质•高追求我们让你更放心！◆物理•必修2•(配人教版)◆第一节行星的运动金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆从古到今，人类不仅创作了关于星空的神话、史诗，也在孜孜不倦地探索日月星辰的运动奥秘．所谓“斗转星移”，从古希腊科学家托勒密的地心说、波兰天文学家哥白尼的日心说到丹麦天文学家第谷的观测资料和德国天文学家开普勒的三大定律，人们终于认识到了行星运动的规律．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆1．了解地心说与日心说的主要内容和代表人物．2．明确开普勒三大定律，能应用开普勒三大定律分析问题．3．知道人类对行星运动的认识过程，体会科学家们严谨的科学态度和坚持真理的勇气．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆课前预习一、两种学说内容局限性地心说________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________运动，而和丹麦天文学家________的观测数据不符日心说________是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕________运动地球地球匀速圆周太阳太阳第谷金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆二、开普勒行星运动定律椭圆定律内容图示或公式开普勒第一定律(又称轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在________的一个________上开普勒第二定律(又称面积定律)对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的________内扫过相等的________椭圆焦点时间面积金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆开普勒第三定律(又称周期定律)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的________的二次方的比值都相等公式：＝k，k是一个与________无关的常量32aT公转周期行星金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆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________，太阳处在________．2．对某一行星来说，它绕太阳转动的角速度(或线速度太小)________，即行星做________运动．3．所有行星________的三次方跟它的________的二次方比值都相等．圆圆心不变匀速圆周轨道半径公转周期金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆行星运动的两种学说有哪些局限性？1．两种学说的局限性地心说和日心说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、最和谐的匀速圆周运动，但事实上并非如此．2．哥白尼的学说存在两大缺点(1)把太阳当做宇宙的中心．实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆(2)沿用了行星在圆轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念．实际上行星的轨道是椭圆，行星的运动也不是匀速的．名师提示：古代的两种说法都有局限性，因为不管是地球还是太阳，它们都在不停地运转，不可能静止．鉴于当时人们对自然科学的认识能力，只是日心说比地心说更进一步．要充分认识到科学理论是不断前进的．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆尝试应用1．下列说法中正确的是()A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星绕太阳转动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说、地心说都具有局限性CD金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆如何理解开普勒行星运动定律？开普勒行星运动定律是根据行星运动的观测结果总结归纳出来的规律，它的每一条都是经验定律，都是从观测行星运动所取得的资料中总结出来的，开普勒行星运动定律只涉及运动学、几何学方面的内容．1．开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的，在行星的轨道上出现了近日点和远日点．2．开普勒第二定律说明行星在近日点的速率大于在远日点的速率，从近日点向远日点运动时速率变小，从远日点向近日点运动时速率变大．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆3．开普勒第三定律的表达式为＝k，它反映了行星的公转周期跟轨道半长轴之间的依存关系．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．4．k是由中心天体决定的，中心天体不同则k值不同．例如：地球围绕太阳运动，k是由中心天体太阳决定的；月球围绕地球运动，k是由中心天体地球决定的，而这两个常量是不同的．名师提示：开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕着太阳运动，也适用于卫星绕着地球运动，不过比例式中的k值是不同的．32aT金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆尝试应用2．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．离太阳越近的行星的运动周期越长D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆开普勒定律的理解关于行星的运动，以下说法正确的是()A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大C．水星的半长轴最短，公转周期最大D．水星离太阳最近，绕太阳运行的公转周期最小金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆解析：由＝k可知，半长轴越长，公转周期T越大，故B、D正确，C错误；式中T是公转周期而非自转周期，故A错误，故正确答案为B、D.答案：BD名师归纳：本题涉及半长轴、公转周期及自转周期．对公式中的各个量一定要把握其物理意义，对一些说法中的个别字要读明白．32aT金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆变式应用1．如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图，下列说法正确的是()A．速度最大点是A点B．速度最大点是C点C．m从A到B做减速运动D．m从B到A做减速运动AC金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆开普勒第三定律的应用“神舟七号”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，可在轨道上某一点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，椭圆与地球表面在B点相切，如图所示，求飞船由A点运动到B点所需的时间．(已知地球半径为R0)解析：当飞船在圆周上绕地球运动时，有R3T2＝k当飞船进入椭圆轨道运动时，其椭圆轨道的半长轴为R＋R02，有(R＋R02)3/T′2＝k金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆名师归纳：涉及椭圆轨道和周期的问题，通常可以利用开普勒第三定律进行求解．利用开普勒第三定律解题时应注意两个关键点：①弄清谁是中心天体；②正确求出轨道半长轴的长度．解得飞船在椭圆轨道上运动的周期T′＝R＋R038R3T故飞船由A点运动到B点所需的时间为12T′＝14R＋R032R3T.答案：14R＋R032R3T金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆变式应用2．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线速度之比是多少？(设地球和水星绕太阳运动的轨道为圆)解析：设地球绕太阳运动的周期为T1，水星绕太阳运动的周期为T2，根据开普勒第三定律有R31T21＝R32T22.因为地球和水星都绕太阳做匀速圆周运动，故有v1＝2πR1T1，v2＝2πR2T2.由题意可得R1＝2.6R2.金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆联立以上各式，解得v1v2＝12.6＝513.答案：513金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆基础练1．关于天体的运动，以下说法正确的是()A．天体的运动无法研究B．天体的运动是最完美、最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D金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆2．下列说法正确的是()A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D．“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是有局限的D金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆3.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．AC．F1D．BA金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆4．关于开普勒行星运动的公式a3T2＝k，以下理解正确的是()A．k是一个与行星无关的量B．T表示行星运动的自转周期C．T表示行星运动的公转周期D．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为a月，周期为T月．则a3地T2地＝a3月T2月解析：开普勒行星运动公式＝k中的T是指行星的公转周期而不是自转周期，其中k是由中心天体决定的，不同的中心天体k值不同．故选项A、C正确．32aT答案：AC金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆5.A.B.C.D.AB金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆6．冥王星离太阳的距离是地球离太阳距离的39.6倍，那么冥王星绕太阳的公转周期是多少？(冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道)解析：地球和冥王星都绕太阳公转，地球和冥王星绕太阳公转的运动遵循开普勒第三定律．已知地球绕太阳的公转周期为一年，可以利用开普勒第三定律求冥王星的公转周期．设冥王星公转周期为T1，轨道半径为R1，地球公转周期为T2，轨道半径为R2，根据开普勒第三定律得答案：249.2年提高练金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆7.一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，地球位于椭圆轨道的一个焦点上，如图所示，地球距离卫星的近地点A的距离为L，距离卫星的远地点B的距离为s，求卫星在A点和B点的速度之比．解析：设卫星在A点时的速度为vA，在B点时的速度为vB.在A点附近截取一小段曲线，则此段曲线可看成是一小段圆弧，半径为L，弧长为l1；同理，在B点附近也截取一小段曲线看成是以地球为圆心的一小段圆弧，半径为s，弧长为l2.分别将圆弧两端与地心相连，如图所示．设在A点运动弧长l1和在B点运动弧长l2用时相等．金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆即Ll12＝sl22.由于在A点附近速度大小变化很小，所以有l1＝vAt；同理，在B点附近，l2＝vBt.所以LvAt2＝svBt2，lvA＝svB，即vAvB＝sL.答案：sL金品质•高追求我们让你更放心！返回◆物理•必修2•(配人教版)◆