2020-2021学年1.行星的运动学案设计

学习目标

1. 知道地心说和日心说的基本内容。
2. 学习开普勒三大定律，能用三大定律解决问题。
3. 了解人类对行星的认识过程是漫长复杂的，是来之不易的。

重点：对开普勒行星运动定律的理解和应用。

难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用。

学习过程课前预习，自主学习

(一)、地心说与日心说

1.地心说认为_____是宇宙的中心，是_________的，太阳、月亮以及其他行星都绕_____运动。

2.日心说则认为_____是静止不动的，地球和其他行星都绕_____运动。

(二)、开普勒行星运动定律

【判一判】 (1)地球是宇宙的中心，是静止不动的。(   )

(2)天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动。(   )

(3)开普勒第三定律公式      中的T表示行星运动的自转周期。(   )

(4)对同一恒星而言，行星轨道的半长轴越长，公转周期越大。(   )

二．课堂导学，小组合作探究

主题一：古人对行星运动规律的认识1.结合下表比较地心说与日心说两种学说的不同。提示：

2. 现在看来日心说是完全正确的吗？

【探究归纳】

地心说和日心说

1.地心说认为地球是宇宙的中心。

2.日心说认为太阳是宇宙的中心。

3.现在看来地心说和日心说都是错误的。【典例1】关于地心说和日心说的下列说法中，错误的是(   )

A.地心说的参考系是地球

B.日心说的参考系是太阳

C.日心说是以太阳为中心研究天体的运动，使行星运动的描述变得简单

D.日心说是由开普勒提出来的

【思路点拨】

解答本题应把握以下两点：(1)明确参考系的意义。(2)明确日心说的代表人物

主题二：开普勒行星运动规律

1.如图，a、b分别是远日点和近日点，试根据开普勒第二定律分析行星在近

日点和远日点附近运动时速度哪个较大，哪个较小？

2.实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理，试结合下表，分析行星运动的相似情况。

提示：

【典例2】(2011·新课标全国卷)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105 km,运行周期约为27天，地球半径约为6 400 km，无线电信号的传播速度为3×108 m/s)(   )

A.0.1 s      B.0.25 s      C.0.5 s       D.1 s

三．自主归纳整理本节学习的知识

四．分层达标训练

【基础达标】

1．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．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

2.哥白尼经过多年的观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个基本论点目前不存在缺陷的是(   )

A.宇宙的中心是太阳，所有的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，它绕地球运动的同时还跟地球一起绕太阳运动

C.天体不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成天体每天东升西落的现象

D.与日地间距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多

3．设月球绕地球运动的周期为27天，则月球中心到地球中心的距离R1与地球的同步卫星到地球中心的距离R2之比即R1∶R2为(   )

A．3∶1　　B．9∶1　　C．27∶1　　D．18∶1

4．(2012·聊城高一检测)宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道上运动，若其轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是(   )

A．3年　　　B．9年　　　C．27年　　　D．81年

5.两行星运行周期之比为1∶2，则它们的轨道半长轴之比为(   )

A.　　　B.　　　C.　　　D.

6.据报道，美国计划2021年开始每年送

15 000名游客上太空旅游。如图所示，当航天器围绕地球做椭圆运动时，近地点A的速率_________(选填“大于”“小于”或“等于”)远地点B的速率。

7.已知木星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍。则木星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的多少倍？

【能力提升】

8.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于(   )

A.F2　　　B.A　　　C.F1　　　D.B

9.太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是纵轴是这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的

是(   )

10.天文学家观察到哈雷彗星的转动周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×

1010 m，离太阳最远的距离不能被测出。试根据开普勒定律估算这个最远距离，太阳系的开普勒常数k=3.354×1018 m3/s2。

11.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T,地球半径为R0,若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间。