高中人教版 (新课标)1.行星的运动学案设计

这是一份高中人教版 (新课标)1.行星的运动学案设计，共5页。学案主要包含了学习目标，学习重点难点，学习过程，自主学习，典例剖析，巩固拓展训练等内容，欢迎下载使用。

1．知道地心说和日心说的基本内容。 2．掌握开普勒三个定律的内容。
3．理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的，真理是来之不易的。
【学习重点难点】
开普勒行星运动定律的理解和应用
【学习过程】
【自主学习】
在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动。
[阅读课本]：32页一、二两段，回答下列问题：
一、古代对行星运动规律的认识
问题1：．古人对天体运动存在哪些看法?
问题2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’?
问题3：“日心说”战胜了“地心说”，请阅读教材第33页《人类对行星运动规律的认识》，找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处．
二、开普勒行星运动三定律
问题4：古人认为天体做什么运动?

问题5：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?

问题6：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?

开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 上．
问题7：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗?
[做一做]
可以用一条细绳和两图钉来画椭圆．如图所示，把白纸铺在木板上，然后按上图钉．把细绳的两端系在图钉上，用一枝铅笔紧贴着细绳滑动，使绳始终保持张紧状态．铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆，图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点．
想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?
开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过 ．
问题8：如图7.1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？
开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道 的三次方跟 的平方的比值都相等．表达式为 。
问题9：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢?
问题10：这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值
k是一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗?
k水=3.36×1018
K金=3.35×1018
K地=3.31×1018
K火=3.36×1018
需要注意：
（1）开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也适用于卫星绕着地球转，K是一个与卫星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。K与中心天体有关。
（2）行星的轨道都跟圆近似，因此计算时可以认为行星是做匀速圆周运动．
（3）开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，它们每一条都是经验定律，都是从观察行星运动所取得的资料中总结出来的．
【典例剖析】例题1、理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（ ）
A、公式只适用于轨道是椭圆的运动
B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等
C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关
D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
例题2．有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的几倍?
例3、某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳的距离为r，远日点B到太阳的距离为R。若行星经过近日点时的速度为vA，求该行星经过远日点时的速度vB的大小。
例4、一种通信卫星要“静止”在地面上空的某一点,因此它的运行周期必须与地球自转周期相同.请你估算:通信卫星离地心的距离大约是月心离地心距离的几分之一?
例5．飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图6-1-3所示.如果地球半径为R0，求飞船由A点到B点所需要的时间。
A
R
R0
B
提示：飞船沿椭圆轨道返回地面，由图可知，飞船由A点到B点所需要的时间刚好是沿图中整个椭圆运动周期的一半，由开普勒第三定律可以求解.
例6、见课本P36页问题与练习4
【巩固拓展训练】
1、关于行星的运动以下说法正确的是（ ）
A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长 B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长
C．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长 D．冥王星离太阳“最远”，公转周期就最长
2、关于日心说被人们所接受的原因是（ ）
A.以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题
B.以太阳为中心来研究天体的运动，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变简单了
C.地球是围绕太阳运转的
D.太阳总是从东边升起，从西边落下
3、关于 SKIPIF 1 < 0 的常量k，下列说法正确的是（ ）
A．对于所有星球的行星或卫星，k值都相等 B．不同星球的行星或卫星，k值不相等
C．k值是一个与星球无关的常量 D．k值是一个与星球有关的常量
4．关于太阳系中行星运动的轨道，以下说法正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
C．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的 D．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是相同的
5．一年四季, 季节更替. 地球的公转带来了二十四节气的变化. 一年里从立秋到立冬的时间里, 地球绕太阳运转的速度___________, 在立春到立夏的时间里, 地球公转的速度___________. (填“变大”、“变小”或“不变”)
6、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 倍。
7．有一颗叫谷神的小行星，它离太阳的距离是地球离太阳的2.77倍,那么它绕太阳一周的时间是_________年。
8．一颗近地人造地球卫星绕地球运行的周期为84分钟，假如月球绕地球运行的周期为30天，则月球运行的轨道半径是地球半径的_________倍。
9．天文学者观测到哈雷慧星的周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×1010m，但它离太阳最远的距离不能测得。试根据开普勒定律计算这个最远距离。（太阳系的开普勒常量k=3.354×1018m3/s2）
10、已知地球绕太阳作椭圆运动。在地球远离太阳运动的过程中，其速率越来越小，试判断地球所受向心力如何变化。若此向心力突然消失，则地球运动情况将如何？