高中物理人教版 (新课标)必修21.行星的运动学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修21.行星的运动学案，共4页。

知道地心说和日心说的基本内容和发展过程
知道开普勒行星运动定律的建立过程
能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题
【学习过程】
学点一、地心说和日心说
1.地心说: 是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动。
2.日心说： 是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动。
3.两种学说的局限性
都把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完美，最和谐的 运动，而和丹麦天文学家 的观测数据不符。
思：“日心说”打败了“地心说”，是否说明日心说比地心说完善？
学点二、开普勒行星运动规律
探究开普勒第一定律（轨道定律）
表一：各年四节气具体日期统计表
通过分析数据，可以得到以下结论：
春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天 说明：四季的时间是不相等的
进而说明：地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动
开普勒第一定律
所有 绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 的一个 上。
探究椭圆轨道特征
将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所画出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，既 常数。O点为对称中心点, 称为半长轴； 称为半短轴。

三、探究开普勒第二定律（面积定律）
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 内扫过的 。
思：1、试比较近日点和远日点地球的速度大小？
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
1.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上
M
N
R1
R2
试求出近日点和远日点地球的速度大小的比值？
探究开普勒第三定律（周期定律）
动手计算后，你得到了什么？
经计算可知：所有行星的半长轴的三次方与周期的平方的比值都相等，月球、卫星的比值也相等.说明：K值与环绕天体无关，与中心天体有关。
开普勒第三定律：
所有行星的轨道半长轴的 跟它的公转周期的 的比值都相等。
用α表示半长轴，T表示周期，第三定律的数学表达式为k=
五、行星运动的近似处理
在中学阶段，我们将椭圆轨道按照圆形轨道处理，则开普勒定律描述为：
2.对于某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
2. 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积
3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
即R³/T²=k
3.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
引申：开普勒定律也同样适用于其他星系（如地球的卫星绕地球运行）
【课堂互动与探究】
对开普勒第二定律的理解
太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等
某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳距离为α，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为Vα，则近日点速率Vb为（ ）
A、 B、
C、 D、
（行星运动在短时间内可近似认为速率不变）
2、对开普勒第三定律的理解
（1）对于太阳系中任意两颗行星，均满足比例式，k值与行星无关，而取决于太阳，此定律也适用于圆轨道，满足
（2）此定律不仅使用于行星绕太阳的运转，也适用于其他天体系统。如卫星绕地球运转
（3）中心天体不同，k值不同，因而对于月亮绕地球运行和地球绕太阳运行不成立
小结：这节课你学到了什么，试着总结一下。
课后作业：全程设计上的基础题及针对训练 、课时练。
年份
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秋分
冬至
2008
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6月21日
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12月22日
2009
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12月22日