高中物理人教版 (新课标)必修21.行星的运动导学案及答案

第六章     万有引力与航天

  第一节     行星的运动        

学习目标

课标要求

1、认识开普勒行星运动定律，从中体会观察在认识自然、发现规律中的作用，体会科学探索过程的曲折与艰辛．

2、能用开普勒行星运动定律分析一些简单的行星运动问题．

重、难点

开普勒三大行星运动定律。

巩固基础

1.根据日常的天文知识，地球围绕太阳公转的周期约为________天，地球自转的周期为________小时，月亮围绕地球公转的周期约为________天。

2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星，也适用于卫星绕行星的运动。研究行星绕太阳的运动时，开普勒第三定律中的常量k与________质量有关，研究月球、人造地球卫星绕地球运行时，k与____________质量有关。

3.在太阳系中，八大行星绕着太阳运行，按照距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运动一周所用的时间最长的是________，运行角速度最大的是_______

4.首先总结出行星绕太阳运动规律的天文学家是(      )

A.第谷    B.哥白尼   C.牛顿     D.开普勒

5.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（     ）

A.开普勒定律是根据长期连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论

B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度的大小随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度小，距离大时速度大

C.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看作为圆，即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动

D.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是不遵循开普勒定律的

6．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.离太阳越近的行星的运动周期越长

D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

7、关于开普勒第三定律的公式，以下理解正确的（         ）

A．k是一个与行星无关的常量

B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R0，周期为T0；月球绕地球运转轨道的半长轴

  为R，周期为T，则有

C．T表示行星运动的自转周期          

D．T表示行星运动的公转周期

提升能力

8、从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 （     ）                                                      

A.2:1         B.4:1        C.8:1        D.1:4

9.八个行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：

从表中所列数据可以估算出天王星的公转周期接近于（    ）

A、8年    B、30年   C、80年      D、   160年

感悟经典

飞船沿半径为R的圆轨道运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处减速，将速度降低到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地面的B点相切，实现着陆，如图所示。如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点的时间。

解析：飞船先后在两个轨道上运动，一次作半径为R的圆周运动，一次是椭圆轨道运动。飞船绕地球的圆轨道又可以看作两个焦点重合在地心的椭圆轨道。从A点运动到B点的时间就是飞船在椭圆轨道上运动周期的二分之一，可以利用开普勒第三定律求出飞船在椭圆轨道运动的周期，进而求出飞船从A点到B点的运动时间。

设飞船的椭圆轨道的半长轴为R1，运动周期为T1，根据开普勒第三定律有：

根据几何关系有：

 解得：

所以飞船从A点到B点所需要的时间为：

拓展：运用开普勒第三定律计算天体的运动时间，一般都要寻找运动时间与天体做椭圆运动周期的联系，天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）则可以通过几何关系与已知长度联系起来，再用开普勒第三定律建立天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）与天体运动周期联系，求得所需结果。

第六章  万有引力与航天

  第一节   行星的运动答案

1.365  24  27    2.太阳   地球  3.海王星  水星  4.D  5.AC  6.D

   7.AD   8.B  9.C