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课件网) 第七章 万有引力与宇宙航行 1.行星的运动 必备知识·自主学习 一、地心说和日心说 【情境思考】 人类对天体的运动看法存在着地心说和日心说,两种学说的基本观点分别是什么? 提示:地心说认为地球是静止不动的;日心说认为太阳是静止不动的。 1.地心说:_____是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他星体 都绕_____运动。 2.日心说:_____是静止不动的,地球和其他行星都绕_____运动。 3.局限性: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_____,而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。 地球 地球 太阳 太阳 匀速圆周运动 二、开普勒行星运动定律 【情境思考】 “银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”诗中,牵牛星和织女星的运动遵循一定的规律吗? 提示:遵循一定规律。 1.开普勒第一定律: (1)内容:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个_____上。 (2)图示: 焦点 2.开普勒第二定律: (1)内容: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的_____ 相等。 (2)图示: 面积 3.开普勒第三定律: (1)所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转_____的二次方的比都相等。 (2)表达式:____=k(用a代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期)。 (3)图示: 周期 【易错辨析】 (1)太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳运动。 ( ) (2)太阳每天东升西落,这一现象说明太阳绕着地球运动。 ( ) (3)开普勒第三定律的公式 =k中的k值,对于所有行星(或卫星)都 相等。 ( ) (4)开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律。 ( ) (5)开普勒总结出了行星运动的规律并找出了行星按照这些规律运动的 原因。 ( ) × × × √ × 关键能力·合作学习 知识点一 对开普勒定律的认识 1.从空间分布上认识:行星的轨道都是椭圆,不同行星轨道的半长轴不同,即各行星的椭圆轨道大小不同,但所有轨道都有一个共同的焦点,太阳在此焦点上。因此开普勒第一定律又叫焦点定律。 2.对速度大小的认识: (1)行星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。 (2)描述了行星在其轨道上运行时,线速度的大小不断变化并阐明了速度大小变化的数量关系。 3.对周期长短的认识:行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系,椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越长;反之,其公转周期越短。 【问题探究】 如表所给出的是太阳系中八大行星绕太阳做椭圆运动的平均轨道半径的数值 和周期的数值。从表中任意选择三个行星验证开普勒第三定律,并计算常量 k= 的值。 行星 平均轨道半径/m 周期/s 水星 5.79×1010 7.60×106 金星 1.08×1011 1.94×107 地球 1.49×1011 3.16×107 火星 2.28×1011 5.94×107 木星 7.78×1011 3.74×108 土星 1.43×1012 9.30×108 天王星 2.87×1012 2.66×109 海王星 4.50×1012 5.20×109 通过计算得出的k值是否相同? 提示:通过计算得出k值近似相等。 【典例示范】 【典例】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.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中,其速度与行星和太阳之间的距离有关,距离小时速度小,距离大时速度大 D.轨道半长轴越短的行星运动周期越短 【解析】选D。不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道不同,但有一个共同的焦点, 即太阳位置,A、B均错误;由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大, 距离大时速度小,C错误;运动的周期T与半长轴a满足 =k,D正确。 【素养训练】 (多选)在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示,从地球绕太阳的运动规律入手,下 ... ...
