1、课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 第六章 万有引力与航天 课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 第1节 行星的运动 学习目标1知道地心说和日心说的基本内容及发展过程。2知道开普勒行星运动定律及其建立过程。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。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 一、地心说与日心说课前预习落实基础 内容局限性地心说地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动都把天体的运动看
2、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，但计算所得的数据和丹麦天文学家_的观测数据不符日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动第谷课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判 1判断下列关于“日心说”和“地心说”的一些说法的对错：(1)地球是宇宙的中心，是静止不动的。()(2)“太阳从东方升起，在西方落下”这说明太阳绕地球转动，地球是不动的。()课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2(3)如果认为地球是不动的(以地球为参考系)，行星运动
3、的描述不仅复杂而且问题很多。()(4)如果认为太阳是不动的(以太阳为参考系)，则行星运动的描述变得简单。()课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 二、开普勒行星运动定律 内容图示开普勒第一定律(椭圆定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在椭圆的一个焦点上说明 不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的椭圆课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 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的时间内扫过相等的说明 行星在近日点的速率大于在远日点的速率面积课前预习落实基础第
4、六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 所有行星的轨道的半长轴的跟它的公转周期的的比值都相等开普勒第三定律(周期定律)说明 a3T2k，比值 k 是一个取决于中心天体的常量三次方二次方课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判 2(1)绕太阳运动的行星的速度大小是不变的。()(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。()(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。()课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 三、行星运动的近似处理 定律近似处理方法
5、开普勒第一定律行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在开普勒第二定律对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)，即行星做开普勒第三定律所有行星的三次方跟它的的二次方的比值都相等，表达式为圆心不变匀速圆周轨道半径公转周期r3T2k课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主思考判一判 3“嫦娥三号”先进入半长轴为a的绕月椭圆轨道，周期为T，后调整为半径为R的近月圆轨道，则“嫦娥三号”在近月轨道的周期为_。解析 由开普勒第三定律得 R3T2a3T2则 TR3a3T。答案 R3a3T课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课
6、堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 课堂互动突破考点 考点一 对开普勒三定律的理解定律认识角度理解开普勒第一定律对空间分布的认识各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳是所有轨道的一个共同焦点不同行星的轨道是不同的，可能相差很大课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 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与其中心天体有关课前预习落实基础第六章 万有引力
7、与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1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。下列反映周期与轨道半径关系的图象中正确的是题组通关图611课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 由开普勒第三定律知R3T2k，所以R3kT2 故 D 正确。答案 D课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2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
8、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课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 解析 由开普勒行星运动定律可知所有行星轨道都是椭圆，太阳位于一个焦点上，行星在椭圆轨道上运动的周期 T 和半长轴 a 满足a3T2k(常量)，对于同一中心天体，k 不变，故 A、B、C 都错误，D正确。答案 D课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 名题点拨对开普勒行星运动定律理解的两点提醒1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
9、，卫星(或人造卫星)绕行星的运动。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。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 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。考点二 天体运动规律及分析方法课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2在处理天体
10、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r3T2k。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公式r3T2k，对于同一中心天体的不同行星 k 的数值相同，对于不同的中心天体的行星 k 的数值不同。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 例题 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
11、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 612 所示。如果地球半径为 R0，求飞船由 A 点运动到 B 点所需要的时间。图 612课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 审题指导 分析题图，可以获得以下信息：(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RR02。(3)飞船由 A 运动到 B 点的时间为其椭圆轨道周期的一半。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 自主解答 飞船沿椭圆轨道返回地面，由题图可知，飞船由 A 点到 B 点
12、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RR02，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R3T2RR023T2。解得 TTRR02R3。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2（RR0）T2RRR02R。所以飞船由 A 点到 B 点所需要的时间为 tT2（RR0）T4RRR02R。答案（RR0）T4RRR02R课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 规律总结开普勒第三定律的应用应用开普勒第三定律可分析行星的周期、半径、应用时可按以下步骤分析：1首先判断
13、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列式求解。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 1图613是行星m绕恒星M运行的示意图，下列说法正确的是变式训练图613课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 A速率最大点是B点B速率最小点是C点Cm从A点运动到B点做减速运动Dm从A点运动到B点做加速运动解析 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
14、率最小，A、B错误；m由A点到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，C正确、D错误。答案 C课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 2(2018全国卷)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 A21 B41 C81D161 课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 答案 C解析 由开普勒第三定律得 r3T2k，故TPTQRPRQ3164381，C 正确。课前预习落实基础第六章 万有引力与航天 菜 单 课堂互动突破考点课下作业能力提升物理必修2 本讲结束请按ESC键返回课下作业能力提升
