行星的運(yùn)動(dòng)的優(yōu)秀導(dǎo)學(xué)案

行星的運(yùn)動(dòng)的優(yōu)秀導(dǎo)學(xué)案

　　1．地心說和日心說的比較

　　內(nèi)容局限性

　　地心說______是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽、月亮以及其他行星都繞________運(yùn)動(dòng)都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的______運(yùn)動(dòng)，但和丹麥天文學(xué)家______的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符

　　日心說______是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞______運(yùn)動(dòng)

　　2.開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

　　(1)開普勒第一定律(軌道定律)：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是________，太陽處在橢

　　圓的一個(gè)________上．

　　(2)開普勒第二定律(面積定律)：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)

　　掃過相等的________．

　　(3)開普勒第三定律(周期定律)：所有行星的________________________跟它的

　　________________________的比值都相等，即a3T2＝k，比值k是一個(gè)對(duì)于所有行星都相同

　　的常量．

　　3．行星運(yùn)動(dòng)的近似處理

　　(1)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近________，太陽處在________．

　　(2)對(duì)某一行星來說，它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的__________(或____________)不變，即行星

　　做____________運(yùn)動(dòng)．

　　(3)所有行星________________________跟它的________________________的比值都相

　　等，即r3T2＝k.

　　4．日心說的代表人物是( )

　　A．托勒密 B．哥白尼

　　C．布魯諾 D．第谷

　　5．關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是( )

　　A．天體的運(yùn)動(dòng)毫無規(guī)律，無法研究

　　B．天體的運(yùn)動(dòng)是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)

　　C．太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運(yùn)動(dòng)

　　D．太陽系中所有行星都圍繞太陽運(yùn)動(dòng)

　　6．下列說法正確的是( )

　　A．地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)

　　B．太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)

　　C．地球是繞太陽運(yùn)動(dòng)的一顆行星

　　D．日心說和地心說都是錯(cuò)誤的

　　7．已知兩個(gè)行星的質(zhì)量m1＝2m2，公轉(zhuǎn)周期T1＝2T2，則它們繞太陽運(yùn)動(dòng)軌道的半長(zhǎng)軸

　　之比為( )

　　A.a1a2＝12 B.a1a2＝21

　　C.a1a2＝34 D.a1a2＝134

　　【概念規(guī)律練】

　　知識(shí)點(diǎn)一 地心說和日心說

　　1．關(guān)于日心說被人們所接受的原因是( )

　　A．以地球?yàn)橹行膩硌芯刻祗w的運(yùn)動(dòng)有很多無法解決的問題

　　B．以太陽為中心，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得簡(jiǎn)單了

　　C．地球是圍繞太陽轉(zhuǎn)的

　　D．太陽總是從東面升起從西面落下

　　2．16世紀(jì)，哥白尼根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料，經(jīng)過40多年的天文觀測(cè)和潛心研究，提

　　出“日心說”的如下四個(gè)基本論點(diǎn)，這四個(gè)論點(diǎn)就目前來看存在缺陷的是( )

　　A．宇宙的中心是太陽，所有行星都在繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

　　B．地球是繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，月球是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，它繞

　　地球運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)還跟地球一起繞太陽運(yùn)動(dòng)

　　C．天穹不轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|自轉(zhuǎn)一周，造成天體每天東升西落的現(xiàn)象

　　D．與日地距離相比，其他恒星離地球都十分遙遠(yuǎn)，比日地間的距離大得多

　　知識(shí)點(diǎn)二 開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律

　　3．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是( )

　　A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期越大

　　B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期越大

　　C．水星的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)

　　D．海王星離太陽“最遠(yuǎn)”，繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)

　　4．對(duì)于開普勒關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)公式a3/T2＝k，以下理解正確的是( )

　　A．k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量

　　B．a(chǎn)代表行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

　　C．T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期

　　D．T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期

　　【方法技巧練】

　　一、行星運(yùn)動(dòng)速率和周期的計(jì)算方法

　　5．某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a，近日點(diǎn)離太陽的距離為b，過遠(yuǎn)

　　日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過近日點(diǎn)時(shí)的速率為( )

　　A．vb＝bava B．vb＝abva

　　C．vb＝abva D．vb＝bava

　　6．2006年8月24日晚，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)投票，通過了新的行星定義，冥王星被

　　排除在行星行列之外，太陽系行星數(shù)量將由九顆減為八顆．若將八大行星繞太陽運(yùn)行的

　　軌道粗略地認(rèn)為是圓，各星球半徑和軌道半徑如下表所示

　　行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星

　　星球半徑

　　(×106 m)2.446.056.373.3969.858.223.722.4

　　軌道半徑

　　(×1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.0

　　從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近( )

　　A．80年 B．120年

　　C．164年 D．200年

　　二、用開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律分析天體運(yùn)動(dòng)問題的方法

　　7.

　　圖1

　　如圖1所示是行星m繞恒星M運(yùn)動(dòng)情況示意圖，下列說法正確的是( )

　　A．速度最大點(diǎn)是A點(diǎn)

　　B．速度最小點(diǎn)是C點(diǎn)

　　C．m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)

　　D．m從B到A做減速運(yùn)動(dòng)

　　8．人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑為月球軌道半徑的13，由此知衛(wèi)星運(yùn)行周期大約是

　　A．1～4天 B．4～8天

　　C．8～16天 D．大于16天

　　參考答案

　　課前預(yù)習(xí)練

　　1．地球 地球 太陽 太陽 勻速圓周 第谷

　　2．(1)橢圓 焦點(diǎn) (2)面積 (3)軌道的半長(zhǎng)軸的三次方 公轉(zhuǎn)周期的二次方

　　3．(1)圓 圓心 (2)角速度 線速度 勻速圓周 (3)軌道半徑的三次方 公轉(zhuǎn)周期的二次方

　　4．B

　　5．D [對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)具有決定作用的是各星體間的引力，天體的運(yùn)動(dòng)與地球表面物體的運(yùn)動(dòng)遵循相同的規(guī)律；天體的運(yùn)動(dòng)，特別是太陽系中的八大行星繞太陽運(yùn)行的軌道都是橢圓，而非圓周；太陽的東升西落是由地球自轉(zhuǎn)引起的．]

　　6．CD [地球和太陽都不是宇宙的中心，地球在繞太陽公轉(zhuǎn)，是太陽的一顆行星，A、B錯(cuò)，C對(duì)．地心說是錯(cuò)誤的，日心說也是不正確的，太陽只是浩瀚宇宙中的一顆恒星，D對(duì)．與地心說相比，日心說在天文學(xué)上的應(yīng)用更廣泛、更合理些．它們都沒有認(rèn)識(shí)到天體運(yùn)動(dòng)遵循的規(guī)律與地球表面物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是相同的，但都是人類對(duì)宇宙的積極的探索性認(rèn)識(shí)．]

　　7．C [由a3T2＝k知(a1a2)3＝(T1T2)2＝4，則a1a2＝34，故選C.]

　　課堂探究練

　　1．B

　　2．ABC [所有行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上；行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期T 和軌道的半長(zhǎng)軸滿足a3T2＝k(常量)，故所有行星實(shí)際上并不是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．整個(gè)宇宙是在不停地運(yùn)動(dòng)的．]

　　點(diǎn)評(píng) 天文學(xué)家開普勒在認(rèn)真整理了第谷的觀測(cè)資料后，在哥白尼學(xué)說的基礎(chǔ)上，拋棄了圓軌道的說法，提出了以大量觀察資料為依據(jù)的三大定律，揭示了天體運(yùn)動(dòng)的真相，它們中的每一條都是以觀測(cè)事實(shí)為依據(jù)的定律．

　　3．BD [根據(jù)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即a3/T2＝k.所以行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越大；行星軌道的半長(zhǎng)軸越短，公轉(zhuǎn)周期就越小．特別要注意公轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)周期的區(qū)別，例如：地球的公轉(zhuǎn)周期為一年，而地球的自轉(zhuǎn)周期為一天．]

　　4．AD [由開普勒第三定律可知，行星運(yùn)動(dòng)公式a3T2＝k中的各個(gè)量a、T、k分別表示行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)軌道的半長(zhǎng)軸、行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期、一個(gè)與行星無關(guān)的常量，因此，正確選項(xiàng)為A、D.周期T是指公轉(zhuǎn)周期，而非自轉(zhuǎn)周期．]

　　5．C [如圖所示，

　　A、B分別為遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)，由開普勒第二定律，行星和太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，取足夠短的時(shí)間Δt，則有：

　　12va?Δt?a＝12vb?Δt?b，所以vb＝abva.]

　　6．C [設(shè)海王星繞太陽運(yùn)行的平均軌道半徑為R1，周期為T1，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑為R2，周期為T2(T2＝1年)，由開普勒第三定律有R31T21＝R32T22，故T1＝ R31R32?T2≈164年．]

　　方法總結(jié) (1)對(duì)題目的求解應(yīng)視條件而定，本題中用半徑替代了半長(zhǎng)軸，從解題結(jié)果可以進(jìn)一步理解離太陽越遠(yuǎn)公轉(zhuǎn)周期越大的結(jié)論．

　　(2)地球的公轉(zhuǎn)周期是一個(gè)重要的隱含條件，可以先將太陽系中的其他行星和地球公轉(zhuǎn)周期、公轉(zhuǎn)半徑相聯(lián)系，再利用開普勒第三定律分析其他行星的運(yùn)動(dòng)．

　　7．AC [因恒星M與行星m的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相同，又因AM最短，故A點(diǎn)是軌道上的最近點(diǎn)，所以速度最大，因此m從A到B做減速運(yùn)動(dòng)，而從B到A做加速運(yùn)動(dòng)．故A、C選項(xiàng)正確．]

　　方法總結(jié) 應(yīng)用開普勒第二定律從M與m的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相同入手分析．

　　8．B [設(shè)人造地球衛(wèi)星和月球繞地球運(yùn)行的周期分別為T1和T2，其軌道半徑分別為R1和R2，根據(jù)開普勒第三定律有R31T21＝R32T22，則人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T1＝(R1R2)3T2＝(13)3×27天＝27天≈5.2天，故選B.]

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