2021学年1.行星的运动学案设计

【学习目标】

1、了解人类认识天体运动的历史过程。

2、理解开普勒三定律的内容及其简单应用，掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。

3、知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关。

4、学习科学家发现万有引力定律的过程与方法。

【自主学习】

一、人类认识天体运动的历史

1、“地心说”的内容及代表人物：

2、“日心说”的内容及代表人物：

二、开普勒行星运动定律的内容

开普勒第一定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

开普勒第二定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

开普勒第三定律：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。即：

在高中阶段的学习中，多数行星运动的轨道能够按圆来处理。

三、太阳与行星间的引力

牛顿根据开普勒第一、第二定律得出太阳对不同行星的引力与­　　　　　　　　成正比，与　　　　　　　　成反比，即　　　　　　　　　　。然后，根据牛顿第三定律，推知行星对太阳的引力为　　　　　　　　　　　　，最后，得出：　　　　　　

【典型例题】

例1、海王星的公转周期约为5.19×109s，地球的公转周期为3.16×107s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？

例2、有一颗太阳的小行星，质量是1.0×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。

例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”的如下四个观点，这四个论点目前看存在缺陷的是（     ）

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。

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，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。

例4．假设已知月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，假如地球对月球的万有引力突然消失，则月球的运动情况如何？若地球对月球的万有引力突然增加或减少，月球又如何运动呢？

【针对训练】

1、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

2、两行星运行周期之比为1：2，其运行轨道的半长轴之比为：（  ）

A.1/2  B.   C. 　　D.

3、地球到太阳的距离是水星到太阳距离的2.6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少？（设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆轨道）

4．关于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，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单了

 C．地球是围绕太阳转的           D．太阳总是从东面升起从西面落下

5、考察太阳M的卫星甲和地球m(m<M)的卫星乙，甲到太阳中心的距离为r1，乙到地球中心的距离为r2，若甲和乙的周期相同，则：

A、r1>r2　　　B、r1<r2 　C、r1=r2　　　　　D、无法比较

6、设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为        (     )

A.  1/3        B.  1/9          C.  1/27          D.  1/18

【能力训练】

1、关于公式R3 ／ T2=k,下列说法中正确的是（      ）

A.公式只适用于围绕太阳运行的行星　　B.不同星球的行星或卫星，k值均相等

C.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等　　　D.以上说法均错

2、地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（    ）

A. 1：27      B. 1：9      C. 1：3       D. 9：1

3、两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（ ）

A、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：3

B、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1：

C、它们绕太阳运转的速度之比是：1：4

D、它们受太阳的引力之比是9：7

4、开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是(  )

A.k是一个与行星无关的常量  B.R代表行星运动的轨道半径

C.T代表行星运动的自传周期  D.T代表行星绕太阳运动的公转周期

5、关于天体的运动，以下说法正确的是（    ）

A.天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律

B.天体的运动是最完美、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绕太阳运动

6、关于太阳系中各行星的轨道，以下说法正确的是：（   ）

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.不同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

7、如果某恒星有一颗卫星，此卫星沿非常靠近此恒星的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒星的平均密度ρ=_________（万有引力常量为G）

8、两颗行星的质量分别是m1,m2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2，如果m1=2m2,R1=4R2,那么，它们的运行周期之比T1：T2=

9、已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b，则它们的公转周期之比为多少？

10、有一行星，距离太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的８倍，则该行星绕太阳公转周期是多少年？

11、地球公转运行的轨道半径Ｒ＝1.49×1011m,若把地球的公转周期称为１年，土星运行的轨道半径是ｒ＝1.43×1012m，那么土星的公转周期多长？

【学后反思】

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