1、1行星的运动课标要求1.了解地心说和日心说，知道开普勒行星运动三定律的内容(物理观念)2掌握行星运动定律的应用(科学思维)3了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，真理来之不易(科学态度与责任)必备知识自主学习突出基础性素养夯基一、地心说与日心说1地心说【代表人物：托勒密】：_是宇宙的中心，是_的，太阳、月球以及其他星体都绕_运动2日心说【代表人物：哥白尼】：_是静止不动的，地球和其他行星都绕_运动3局限性【两种学说都不正确】：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_，而与丹麦天文学家_的观测数据不符二、开普勒三定律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
2、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_内扫过的_相等开普勒第三定律【又称周期定律】所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的_的二次方的比都相等公式：a3T2k，k是一个对所有行星都相同的常量走 进 生 活自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意，人类用智慧的头脑不断地探索星体运动的奥秘下列是对星体运动认识的基本论点，请判断其正误(1)人们观测到太阳每天都要东升西落，这说明地球是静止不动的，是宇宙的中心()(2)人们观测到行星绕太阳做圆周运动，这说明太阳是静止不动的，是宇宙的中心()(3)人们认为
3、天体的运动是神圣的，因此天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动()(4)开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论()关键能力合作探究突出综合性素养形成探究点一对开普勒定律的认识情境探究地球绕太阳公转的示意图如图所示，由图可知地球在春分日、夏至日、秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最小？答：核心归纳1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题：行星的轨道都是椭圆，如图甲所示不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图乙所示，即所有轨道都有一个共同的焦点太阳，因此开普勒第一定律又叫轨道定律2开普勒第二定律
4、解决了行星绕太阳运动的速度大小问题：(1)如图所示如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SASB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大，可以简记为“近快远慢”因此开普勒第二定律又叫面积定律(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小3开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题：(1)如图所示，由a3T2k知，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律常量k与行星无关，只与太阳有关(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常量k与卫星无关，只与地球有关，也就是说k值
5、大小只与中心天体的质量有关应用体验例1 开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律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，太阳处在圆心上B对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C行星公转周期与行星的质量有关D所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比试解针对训练1(多选)据报道，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(在太阳系中)，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()A.所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B所有
6、行星都绕太阳做椭圆运动，太阳处在运动轨道的一个焦点上C任一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积都相等D所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相等探究点二开普勒第三定律的应用情境探究观众分析某科幻电影中的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道3长轴的端点交流讨论地球在1、2、3轨道的运行周期T1、T2、T3有什么关系？答：核心归纳1.开普勒第三定律的适用范围天体的运动可近似看成匀速圆周运动，开普勒第三
7、定律既适用于做椭圆运动的天体，也适用于做圆周运动的天体2开普勒第三定律的应用(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)3k值：表达式a3T2k中的常数k，只与中心天体的质量有关4行星运动的近似处理：(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)不变，即行星做匀速圆周运动；(3)所有行星运行轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值
8、都相等应用体验例2 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 B13天C1天 D9天试解针对训练2北斗卫星导航系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成，地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是()A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17评价检测素
9、养达标突出创新性素养达标12022南宁市高一联考日心说被人们所接受的原因是()A以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题B以太阳为中心来研究天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了C地球是围绕太阳运转的D太阳总是从东边升起，从西边落下22021年4月28日，国际行星防御大会召开，我国代表介绍了正在论证的小行星探测任务关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是()A牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动的规律B此定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动C对于开普勒第三定律a3T2k，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地
10、球运动的k值不相同D行星绕太阳运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变3(多选)下图是行星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速度最小点是C点Cm从A到B做减速运动Dm从B到A做减速运动4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如图所示反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是()52022石家庄市高一联考太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”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km，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为()行星名称水星金星地球火星木星土星公转周期/年
11、0.2410.6151.01.8811.8629.5A1.2亿km B2.3亿kmC4.6亿km D6.9亿km1行星的运动必备知识自主学习一、1地球静止不动地球2太阳太阳3匀速圆周运动第谷二、椭圆椭圆焦点时间面积公转周期走进生活答案：(1)(2)(3)(4)关键能力合作探究探究点一提示：冬至日，夏至日由图可知，冬至日地球在近日点附近，夏至日在远日点附近，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，夏至日地球绕太阳运动的速度最小【例1】【解析】根据开普勒第一定律：所有的行星围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错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星
12、的连线在相同时间内扫过的面积相等所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大，故B正确；开普勒第三定律中的公式a3T2k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，式中的k只与中心天体的质量有关，即与恒星质量有关，故C、D错误【答案】B针对训练1解析：根据开普勒第一定律可知，所有行星围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错误，B正确；根据开普勒第二定律可知，对每一个行星而言，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故C正确；根据开普勒第三定律可知，所有绕太阳运动的行星的轨道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错误答案：BC探究点二提示：根据题图结
13、合开普勒第三定律a3T2k，可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为T1T2T3.【例2】【解析】由于r卫19r月，T月27天，由开普勒第三定律可得r卫3T卫2r月3T月2，则T卫1天，选项C正确【答案】C针对训练2解析：A对：中轨道卫星的周期和半径分别用T1、R1表示，静止轨道卫星的周期和半径分别用T2、R2表示，地球半径用R表示，则R14.4R、R27R.由开普勒第三定律可知R13T12R23T22，即T2T1R23R132.B错：线速度由v2RT可知v2v10.8.C错：角速度由2T可知2112.D错：由a42T2R可知a2a10.4.答案：A评价检测素养达标1解析：日心说的观点主要是以
14、太阳为参考系来研究其他行星的运动，这样其他行星的运动形式就会变得简单，便于描述和研究而地心说以地球为参考系来研究太阳及其他星系的运动，运动形式非常复杂，不便于描述和研究，故选项B正确答案：B2解析：开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，A错误；开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动，B正确；公式a3T2k中的k值由中心天体决定，只要中心天体一样，k值就一样，C错误；由开普勒第二定律可知，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，越靠近太阳，线速度越大，反之，则越小，D错误答案：B3解析：根据开普勒第二定律可知，A点处的速度最大，B点处的速度最小，故A、C正确，B、D错误答案：AC4解析：由开普勒第三定律知R3T2k，所以R3kT2，D正确答案：D5解析：由题意知，T地2r地3T火2r火3，故r火r地3T火2T地22.3亿 km.答案：B
