行星的運動的優秀導學案
行星的運動的優秀導學案
1．地心說和日心說的比較
內容局限性
地心說______是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞________運動都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的______運動，但和丹麥天文學家______的觀測數據不符
日心說______是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞______運動
2.開普勒行星運動定律
(1)開普勒第一定律(軌道定律)：所有行星繞太陽運動的軌道都是________，太陽處在橢
圓的一個________上．
(2)開普勒第二定律(面積定律)：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內
掃過相等的________．
(3)開普勒第三定律(周期定律)：所有行星的________________________跟它的
________________________的比值都相等，即a3T2＝k，比值k是一個對于所有行星都相同
的常量．
3．行星運動的近似處理
(1)行星繞太陽運動的軌道十分接近________，太陽處在________．
(2)對某一行星來說，它繞太陽做圓周運動的__________(或____________)不變，即行星
做____________運動．
(3)所有行星________________________跟它的________________________的比值都相
等，即r3T2＝k.
4．日心說的代表人物是( )
A．托勒密 B．哥白尼
C．布魯諾 D．第谷
5．關于天體的運動，以下說法正確的是( )
A．天體的運動毫無規律，無法研究
B．天體的運動是最完美、最和諧的勻速圓周運動
C．太陽從東邊升起，從西邊落下，所以太陽繞地球運動
D．太陽系中所有行星都圍繞太陽運動
6．下列說法正確的是( )
A．地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其他行星都繞地球運動
B．太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽轉動
C．地球是繞太陽運動的一顆行星
D．日心說和地心說都是錯誤的
7．已知兩個行星的質量m1＝2m2，公轉周期T1＝2T2，則它們繞太陽運動軌道的半長軸
之比為( )
A.a1a2＝12 B.a1a2＝21
C.a1a2＝34 D.a1a2＝134
【概念規律練】
知識點一 地心說和日心說
1．關于日心說被人們所接受的原因是( )
A．以地球為中心來研究天體的運動有很多無法解決的問題
B．以太陽為中心，許多問題都可以解決，行星運動的描述也變得簡單了
C．地球是圍繞太陽轉的
D．太陽總是從東面升起從西面落下
2．16世紀，哥白尼根據天文觀測的大量資料，經過40多年的天文觀測和潛心研究，提
出“日心說”的如下四個基本論點，這四個論點就目前來看存在缺陷的是( )
A．宇宙的中心是太陽，所有行星都在繞太陽做勻速圓周運動
B．地球是繞太陽做勻速圓周運動的行星，月球是繞地球做勻速圓周運動的衛星，它繞
地球運轉的同時還跟地球一起繞太陽運動
C．天穹不轉動，因為地球每天自西向東自轉一周，造成天體每天東升西落的現象
D．與日地距離相比，其他恒星離地球都十分遙遠，比日地間的距離大得多
知識點二 開普勒行星運動定律
3．關于行星的運動，以下說法正確的是( )
A．行星軌道的半長軸越長，自轉周期越大
B．行星軌道的半長軸越長，公轉周期越大
C．水星的半長軸最短，公轉周期最長
D．海王星離太陽“最遠”，繞太陽運動的公轉周期最長
4．對于開普勒關于行星的運動公式a3/T2＝k，以下理解正確的是( )
A．k是一個與行星無關的常量
B．a代表行星運動的軌道半徑
C．T代表行星運動的自轉周期
D．T代表行星運動的公轉周期
【方法技巧練】
一、行星運動速率和周期的計算方法
5．某行星沿橢圓軌道運行，遠日點離太陽的距離為a，近日點離太陽的距離為b，過遠
日點時行星的速率為va，則過近日點時的速率為( )
A．vb＝bava B．vb＝abva
C．vb＝abva D．vb＝bava
6．2006年8月24日晚，國際天文學聯合會大會投票，通過了新的行星定義，冥王星被
排除在行星行列之外，太陽系行星數量將由九顆減為八顆．若將八大行星繞太陽運行的
軌道粗略地認為是圓，各星球半徑和軌道半徑如下表所示
行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星
星球半徑
(×106 m)2.446.056.373.3969.858.223.722.4
軌道半徑
(×1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.0
從表中所列數據可以估算出海王星的公轉周期最接近( )
A．80年 B．120年
C．164年 D．200年
二、用開普勒行星運動定律分析天體運動問題的方法
7.
圖1
如圖1所示是行星m繞恒星M運動情況示意圖，下列說法正確的是( )
A．速度最大點是A點
B．速度最小點是C點
C．m從A到B做減速運動
D．m從B到A做減速運動
8．人造地球衛星運動時，其軌道半徑為月球軌道半徑的13，由此知衛星運行周期大約是
A．1～4天 B．4～8天
C．8～16天 D．大于16天
參考答案
課前預習練
1．地球 地球 太陽 太陽 勻速圓周 第谷
2．(1)橢圓 焦點 (2)面積 (3)軌道的半長軸的三次方 公轉周期的二次方
3．(1)圓 圓心 (2)角速度 線速度 勻速圓周 (3)軌道半徑的三次方 公轉周期的二次方
4．B
5．D [對天體的運動具有決定作用的是各星體間的引力，天體的運動與地球表面物體的運動遵循相同的規律；天體的運動，特別是太陽系中的八大行星繞太陽運行的軌道都是橢圓，而非圓周；太陽的東升西落是由地球自轉引起的．]
6．CD [地球和太陽都不是宇宙的中心，地球在繞太陽公轉，是太陽的一顆行星，A、B錯，C對．地心說是錯誤的，日心說也是不正確的，太陽只是浩瀚宇宙中的一顆恒星，D對．與地心說相比，日心說在天文學上的應用更廣泛、更合理些．它們都沒有認識到天體運動遵循的規律與地球表面物體運動的規律是相同的，但都是人類對宇宙的積極的探索性認識．]
7．C [由a3T2＝k知(a1a2)3＝(T1T2)2＝4，則a1a2＝34，故選C.]
課堂探究練
1．B
2．ABC [所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上；行星在橢圓軌道上運動的周期T 和軌道的半長軸滿足a3T2＝k(常量)，故所有行星實際上并不是做勻速圓周運動．整個宇宙是在不停地運動的．]
點評 天文學家開普勒在認真整理了第谷的觀測資料后，在哥白尼學說的基礎上，拋棄了圓軌道的說法，提出了以大量觀察資料為依據的三大定律，揭示了天體運動的真相，它們中的每一條都是以觀測事實為依據的定律．
3．BD [根據開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等，即a3/T2＝k.所以行星軌道的半長軸越長，公轉周期就越大；行星軌道的半長軸越短，公轉周期就越小．特別要注意公轉周期和自轉周期的區別，例如：地球的公轉周期為一年，而地球的自轉周期為一天．]
4．AD [由開普勒第三定律可知，行星運動公式a3T2＝k中的各個量a、T、k分別表示行星繞太陽做橢圓運動軌道的半長軸、行星繞太陽做橢圓運動的公轉周期、一個與行星無關的常量，因此，正確選項為A、D.周期T是指公轉周期，而非自轉周期．]
5．C [如圖所示，
A、B分別為遠日點和近日點，由開普勒第二定律，行星和太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等，取足夠短的時間Δt，則有：
12va?Δt?a＝12vb?Δt?b，所以vb＝abva.]
6．C [設海王星繞太陽運行的平均軌道半徑為R1，周期為T1，地球繞太陽公轉的軌道半徑為R2，周期為T2(T2＝1年)，由開普勒第三定律有R31T21＝R32T22，故T1＝ R31R32?T2≈164年．]
方法總結 (1)對題目的求解應視條件而定，本題中用半徑替代了半長軸，從解題結果可以進一步理解離太陽越遠公轉周期越大的結論．
(2)地球的公轉周期是一個重要的隱含條件，可以先將太陽系中的其他行星和地球公轉周期、公轉半徑相聯系，再利用開普勒第三定律分析其他行星的運動．
7．AC [因恒星M與行星m的連線在相同時間內掃過的面積相同，又因AM最短，故A點是軌道上的最近點，所以速度最大，因此m從A到B做減速運動，而從B到A做加速運動．故A、C選項正確．]
方法總結 應用開普勒第二定律從M與m的連線在相同時間內掃過的面積相同入手分析．
8．B [設人造地球衛星和月球繞地球運行的周期分別為T1和T2，其軌道半徑分別為R1和R2，根據開普勒第三定律有R31T21＝R32T22，則人造地球衛星的運行周期為T1＝(R1R2)3T2＝(13)3×27天＝27天≈5.2天，故選B.]
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