(新课标)2018-2019学年高考物理 1.2.1 行星的运动学案

一、教学目标1. 让学生了解行星的运动规律,掌握开普勒定律和万有引力定律,理解天体运动的基本原理。

2. 培养学生的实验观察能力、逻辑思维能力和科学探究能力。

3. 帮助学生树立科学的世界观,培养对自然现象的好奇心和探索精神。

二、教学内容1. 行星的运动规律2. 开普勒定律3. 万有引力定律4. 天体运动的基本原理5. 实验观察和数据分析三、教学重点与难点1. 教学重点：行星的运动规律、开普勒定律、万有引力定律、天体运动的基本原理。

2. 教学难点：行星运动规律的推导和证明,万有引力定律的应用和计算。

四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过观察、实验、分析、推理等过程,自主探究行星的运动规律。

2. 利用多媒体课件和实验设备,生动形象地展示行星的运动和万有引力的作用。

3. 采用小组合作学习的方式,培养学生的团队协作能力和沟通能力。

五、教学步骤1. 引入：通过介绍行星的运动规律的发现历程,激发学生的兴趣和探究欲望。

2. 理论讲解：讲解开普勒定律和万有引力定律,引导学生理解天体运动的基本原理。

3. 实验观察：组织学生进行实验观察,让学生通过实际观察和数据分析,深入了解行星的运动规律。

4. 公式推导：引导学生通过观察实验数据,推导出行星的运动规律公式。

5. 应用拓展：让学生通过习题练习,掌握万有引力定律的应用和计算。

六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对行星运动规律、开普勒定律和万有引力定律的理解程度。

2. 习题练习：布置有关行星运动规律、万有引力定律的习题，评估学生的掌握情况。

七、教学延伸1. 拓展学习：介绍行星环和卫星的运动规律，引导学生深入研究天体物理学。

2. 参观观测：组织学生参观天文台或观测站，观测行星和天体，提高学生的实践能力。

3. 学术研究：鼓励学生参加学术竞赛或开展课题研究，提升学生的科学研究能力。

八、教学资源1. 多媒体课件：制作课件，展示行星的运动规律、开普勒定律和万有引力定律的相关内容。

第一节行星的运动理解领悟万有引力定律的建立过程，是从观察行星运动、描述行星运动规律开始的。

人类对行星运动规律的认识，经历了从“地心说”到“日心说”，直到开普勒的行星运动定律等阶段。

教材通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍，使我们领略到前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度，感悟到科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄地来临。

1.地心说古希腊天文学家托勒密在公元2世纪，提出了地心说宇宙体系。

在这个体系里，地球是静止不动的，地球是宇宙的中心。

托勒密按照月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星，最后是恒星天球（原动天）的顺序，安排了后来以他的名字命名的地心说宇宙结构。

他用“偏心轮”、“本轮—均轮”和“等距轮”三种基本运动80多个“轮上轮”巧妙地说明天体的各种运动，与实测数据符合得较好。

虽然这只是用以计算天体角位置的一个数学方案，但因为同人们的直观经验一致，又迎合宗教教义，那以后的1400多年里一直被大家所公认。

2.日心说15世纪，以波兰天文学家哥白尼为代表的日心说学派则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。

哥白尼在《天体运动论》中提出了以下基本观点：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；地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动；天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象；与日地距离相比，恒星离地都十分遥远，比日地间的距离大得多。

日心说大大简化了对行星运动轨道的描述，经过与地心说的长期争论，最终被人们所接受。

但日心说存在两大缺陷：一是错误地把太阳当成了宇宙的中心，二是沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。

3.开普勒行星运动定律德国天文学家开普勒仔细整理了丹麦天文学家第谷留下的长期观测资料，并进行了详细的分析。

为了解释计算结果与第谷的观测数据间的8’差异，他摒弃了行星做匀速圆周运动的假设，提出了行星的运动轨道是椭圆的新观点。

一、教学目标1. 让学生理解行星运动的三个基本定律,掌握开普勒定律、向心力公式和圆周运动的相关概念。

2. 培养学生运用数学知识和物理思维方法解决实际问题的能力,提高学生的科学素养。

3. 引导学生认识行星运动的科学意义和应用价值,激发学生学习物理的兴趣和探究精神。

二、教学内容1. 开普勒定律:第一定律(椭圆轨道定律)、第二定律(面积速率定律)、第三定律(调和定律)。

2. 向心力公式:F=mv²/r。

3. 圆周运动:角速度、线速度、周期、向心加速度等概念。

4. 行星运动的实际例子:地球公转、月球绕地球运动等。

三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式,引导学生通过思考和讨论来发现和总结行星运动的规律。

2. 利用数学软件或教具,演示行星运动的模拟,帮助学生直观地理解开普勒定律和向心力公式。

3. 结合实际例子,让学生了解行星运动的科学意义和应用价值。

四、教学步骤1. 引入:通过介绍行星运动的历史背景,激发学生的兴趣和探究精神。

2. 讲解开普勒定律,引导学生理解和掌握椭圆轨道定律、面积速率定律和调和定律。

3. 讲解向心力公式,让学生了解圆周运动的基本概念和向心力公式的推导过程。

4. 利用软件或教具,演示行星运动的模拟,帮助学生直观地理解开普勒定律和向心力公式。

5. 结合实际例子,让学生了解行星运动的科学意义和应用价值。

五、教学评价1. 课堂讲解和演示过程中,观察学生的反应和参与程度,评估学生对行星运动的理解程度。

2. 课后作业和测试,评估学生对开普勒定律、向心力公式和圆周运动概念的掌握程度。

3. 结合学生的学习过程和表现,对学生的科学素养和创新能力进行综合评价。

六、教学内容5. 行星运动的应用：开普勒定律在天文学和其他领域的应用，如天体定位、行星探测等。

七、教学方法1. 案例分析：分析开普勒定律在天文学中的应用，如太阳系的形成和行星轨道的计算。

2. 小组讨论：让学生探讨行星运动规律在其他领域可能的应用，如航天器轨道设计。

《行星的运动》教学设计【设计思想】本节课内容是该章第一单元的开篇。

这一单元教材在安排上按照科学探究的思路展开，重在介绍万有引力定律建立的过程，这是一次生动的科学思维和科学方法的教育。

从古代朴素的唯物主义思想，到天文学家对行星运动大量的观察资料；从研究行星运动规律，到猜想行星运动的原因；最终得到万有引力定律，无处不在体现着科学探索的精神与方法。

这节内容在第一单元教学中起到开门砖的作用。

对学生来说本节内容是抽象的、陌生的，甚至无法去感知。

对天体的运动充满好奇又觉得非常神秘而不易理解。

所以我们必须去引导学生了解人们对星体运动认识的发展过程，从“日心说”和“地心说”的内容到其两者之间的争论，从第谷的精心观测到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过程中引导学生体会这些大师们的思路、方法及他们的一丝不苟的科学精神，并激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。

本节内容包括“地心说”“日心说”的内容、开普勒定律的内容和天体运动的近似处理等知识点。

【教学目标】一、知识目标1．了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点及发展过程；2．知道开普勒对行星运动的描述；3．知道天体运动的近似处理方法。

二、能力目标1．培养学生在客观事物的基础上通过分析、推理提出科学假设，再经过实验验证的正确认识事物本质的思维方法；2．通过学习，培养学生善于观察、善于思考和提高实际应用的能力；3．通过体验性活动提高学生实践的意识。

三、德育目标1．通过开普勒行星运动定律的建立过程，渗透科学发现的方法论教育，建立科学的宇宙观和价值观；2．激发学生热爱科学、探索真理的求知热情；3．培养学生交流合作以及评价探究结果的素养。

【教学重点】1．“日心说”的建立过程。

2．行星运动的规律。

【教学难点】1．学生对天体运动缺乏感性认识。

2．开普勒行星运动规律的应用。

【教学方法】1．“日心说”建立的教学──采用对比、反证及讲授法。

2．行星运动规律的建立──采用挂图、放录像资料或用CAI课件模拟行星的运动情况。

高中高一下册物理教案：行星的运动一、教学目标1.让学生理解开普勒三大定律，了解行星运动的规律。

2.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。

3.激发学生对天文学的热爱，提高学生的科学素养。

二、教学重点与难点重点：开普勒三大定律的理解和应用。

难点：行星运动轨迹的推导。

三、教学过程1.导入（1）展示地球绕太阳运动的动画，引导学生关注行星的运动。

（2）提问：同学们，你们知道行星是如何运动的吗？它们有什么规律？2.探讨开普勒第一定律（1）介绍开普勒第一定律：行星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。

（2）展示椭圆轨道的动画，引导学生观察行星在椭圆轨道上的运动特点。

（3）让学生举例说明椭圆轨道在实际生活中的应用。

3.探讨开普勒第二定律（1）介绍开普勒第二定律：行星在轨道上运动时，连线太阳和行星的直线在相同时间内扫过的面积相等。

（2）展示开普勒第二定律的动画，引导学生观察行星在轨道上运动时，连线太阳和行星的直线扫过的面积变化。

（3）让学生思考：为什么行星在轨道上运动时，连线太阳和行星的直线扫过的面积相等？4.探讨开普勒第三定律（1）介绍开普勒第三定律：行星轨道半长轴的立方与公转周期的平方成正比。

（2）展示开普勒第三定律的图表，引导学生观察不同行星的轨道半长轴和公转周期之间的关系。

（3）让学生运用开普勒第三定律，计算地球和金星的公转周期。

5.课堂小结（2）强调开普勒三大定律在物理学和天文学中的重要性。

（3）鼓励学生在课后深入研究行星运动的相关知识。

6.作业布置（1）熟记开普勒三大定律。

（2）运用开普勒第三定律，计算不同行星的公转周期。

（3）查阅资料，了解开普勒三大定律的发现过程。

四、教学反思1.加强与学生互动，鼓励学生提问和发表见解。

2.在讲解开普勒第三定律时，适当拓展相关知识点，提高学生的学习兴趣。

3.在课后跟踪学生的学习情况，及时解答学生的疑问。

通过不断改进教学方法，提高教学效果，为学生的物理学习打下坚实的基础。

《行星的运动》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《行星的运动》课程的学习，使学生掌握行星运动的基本规律和天体运动的基本知识，能够理解并运用万有引力定律解决实际问题，同时培养学生的科学探究能力和科学思维。

二、作业内容1. 预习任务：学生需提前预习《行星的运动》课程内容，了解行星运动的基本概念和万有引力定律的表述。

2. 理论学习：学生需认真听讲，掌握万有引力定律的公式及其应用，理解开普勒三定律和牛顿的三大运动定律与行星运动的关系。

3. 课后作业：完成以下题目。

（1）请列举开普勒三定律的名称及其基本内容。

（2）使用万有引力定律计算地球和月球之间的力的大小，并进行简单分析。

（3）假设地球的质量变为原来的一半，对月球运动的影响有哪些？（注意讨论理论层面和实际层面）（4）设计一个简单的实验，用于演示或解释天体间的相互作用和运动规律。

4. 实践探究：通过小组合作，查阅相关资料，讨论太阳系其他行星的轨道运动规律，尝试提出对行星运动的科学问题并进行简单研究。

三、作业要求1. 理论学习部分要求学生在课堂上认真听讲，做好笔记，确保掌握万有引力定律等基本概念和原理。

2. 课后作业部分要求学生在规定时间内独立完成，并认真思考题目背后的物理原理和实际应用。

3. 实践探究部分要求学生小组合作，积极查阅资料，进行科学探究，并撰写简短的探究报告。

4. 所有作业均需按照规定格式书写，字迹工整，逻辑清晰。

四、作业评价1. 教师根据学生提交的作业情况进行评分，包括理论知识的掌握程度、课后作业的完成质量和实践探究的深度等方面。

2. 鼓励学生之间相互评价，交流学习心得和解题思路，提高学生的自主学习和合作学习能力。

五、作业反馈1. 教师对学生的作业进行批改和点评，及时反馈学生的学习情况，提出改进意见和建议。

2. 对于学生的疑问和困惑，教师需及时解答和指导，确保学生能够理解和掌握课程内容。

3. 通过作业反馈，教师可及时调整教学策略和方法，提高教学质量和效果。

1 行星的运动教学目标1. 了解开普勒定律的提出背景，了解开普勒定律的提出过程，并在此过程中体会实践观测和数学对物理学的重要性。

2. 了解太阳系行星及卫星的运行规律。

3. 掌握开普勒定律，并能用开普勒定律解释相关现象。

教学重难点教学重点开普勒定律的提出过程、开普勒定律、开普勒定律的应用教学难点开普勒定律、椭圆的定义及相关概念教学准备教学过程新课引入教师活动：展示金星凌日、火星逆行的视频。

教师口述：在生活中，我们时常听说过金星凌日、荧惑守心。

在我国的传说中，这两种现象是不祥的预言。

金星凌日指的是金星掠过太阳，人们看到的现象是金星在太阳的前面，并从太阳表面掠过的过程。

荧惑指的是火星，荧惑守心指的是火星在心宿附近逆行的现象。

荧惑守心是火星在心宿附近逆行的特例。

为什么会出现这种现象呢？讲授新课一、开普勒定律教师活动：讲解开普勒的生平、开普勒定律提出的背景。

开普勒于1571年出生，是德国的天文学家、物理学家、数学家。

开普勒年幼时体弱多病且家境贫寒，但凭借他的天分和顽强的毅力完成了他的学业。

在读大学时，开普勒接触到了哥白尼的日心说理论。

哥白尼的理论点燃了开普勒研究这一领域的兴趣，于是开普勒开始研究天文学和哥白尼的理论。

在完成他的学业后，从事教学工作。

在接下来的时间里，研究行星和行星的运动。

开普勒早期发表的有关宇宙构型的论述展现出了他的数学才能和想象力，得到了当时的天文学家伽利略和第谷的赞许。

开普勒随后作为第谷的助手加入了第谷的团队。

1601年，第谷去世，开普勒继任第谷的皇家数学家的岗位。

开普勒研究第谷的行星观测记录，发现如果假设行星的运动是匀速圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符；只有假设行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，才能解释这种差别。

他还发现了行星运动的其他规律。

1609年，开普勒发表了开普勒第一定律和开普勒第二定律，1619年发表了开普勒第三定律。

教师活动：播放视频《绘制椭圆》。

教师活动：讲解椭圆的定义和其他相关基本概念。

1 行星的运动[学习目标] 1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物.2.理解开普勒行星运动定律，知道开普勒第三定律中k 值的大小只与中心天体有关.3.知道行星运动在中学阶段研究过程中的近似处理.一、两种对立的学说 1.地心说(1)地球是宇宙的中心，是静止不动的； (2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动； (3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密. 2.日心说(1)太阳是宇宙的中心，是静止不动的，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；(2)地球是绕太阳旋转的行星；月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；(3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象； (4)日心说的代表人物是哥白尼. 3.局限性都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符. 二、开普勒三定律1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上.2.第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.3.第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.其表达式为a 3T2＝k ，其中a 是椭圆轨道的半长轴，T 是行星绕太阳公转的周期，k 是一个与行星无关(填“有关”或“无关”)的常量. 三、行星运动的近似处理1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心.2.行星绕太阳做匀速圆周运动.3.所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r 3T2＝k .1.判断下列说法的正误.(1)太阳是整个宇宙的中心，其他天体都绕太阳运动.( ×)(2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.( ×)(3)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离各不相同.( √)(4)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大.( √)(5)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.( ×)(6)在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.( √)2.如图1所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是( )图1A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点C.m从A到B做减速运动D.m从B到A做减速运动答案 C【考点】开普勒第二定律的理解及应用【题点】开普勒第二定律的应用一、对开普勒定律的理解1.开普勒第一定律解决了行星的轨道问题.图2 图3行星的轨道都是椭圆，如图2所示.不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的，太阳处在椭圆的一个焦点上，如图3所示，即所有轨道都有一个共同的焦点——太阳.因此开普勒第一定律又叫轨道定律.2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题.(1)如图4所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积S A ＝S B ，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大.因此开普勒第二定律又叫面积定律.图4(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点.同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小.3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题.图5(1)如图5所示，由a 3T2＝k 知椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长，因此第三定律也叫周期定律.常量k 与行星无关，只与太阳有关.(2)该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，其中常量k 与卫星无关，只与地球有关，也就是说k 值大小由中心天体决定.例1 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星和木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案 C解析太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误.由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，火星和木星绕太阳运行的速度大小在变化，选项B错误.根据开普勒行星运动定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C 正确.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，选项D 错误.【考点】开普勒定律的理解【题点】开普勒定律的理解针对训练1 (多选)下列关于行星绕太阳运动的说法正确的是( )A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直答案AC解析太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，且太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上，选项A正确，B错误；行星的运动是曲线运动，运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确；行星从近日点向远日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于90°，行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90°，选项D错误.【考点】开普勒定律的理解【题点】开普勒定律的理解二、开普勒定律的应用由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，且是匀速圆周运动，这时椭圆轨道的半长轴取圆轨道的半径.例21970年4月24日，我国发射了第一颗人造卫星，其近地点高度是h1＝439km，远地点高度是h2＝2384km，则近地点处卫星的速率约为远地点处卫星速率的多少倍(已知地球的半径R＝6400km)?答案 1.28解析设一段很短的时间为Δt，近地点在B点，当Δt很小时，卫星和地球的连线扫过的面积可按三角形面积进行计算，如图所示，即ABC、MPN都可视为线段.由开普勒第二定律得S ABCF ＝S MPNF ，即 12v 1Δt (R ＋h 1)＝12v 2Δt (R ＋h 2) 所以v 1v 2＝R ＋h 2R ＋h 1代入数值后得v 1v 2≈1.28.【考点】开普勒第二定律的理解及应用 【题点】开普勒第二定律的应用例3 长期以来，“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19600km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r 2＝48000km ，则它的公转周期T 2最接近于( ) A.15天 B.25天 C.35天 D.45天答案 B解析 根据开普勒第三定律得，r 13T 12＝r 23T 22，则T 2＝T 1(r 2r 1)3≈24.5天，最接近25天，故选B.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的应用开普勒第三定律揭示的是不同行星运动快慢的规律，应用时要注意以下两个问题： (1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立. (2)明确题中给出的周期关系或半径关系之后，根据开普勒第三定律列式求解.针对训练2 木星和地球都绕太阳公转，木星的公转周期约为12年，地球与太阳的距离为1天文单位，则木星与太阳的距离约为( ) A.2天文单位 B.5.2天文单位 C.10天文单位 D.12天文单位答案 B解析 根据开普勒第三定律r 3T2＝k ，得r ＝3kT 2，设地球与太阳的距离为r 1，木星与太阳的距离为r 2，则得r 2r 1＝3T 木2T 地2＝312212≈5.2，所以r 2≈5.2r 1＝5.2天文单位，选项B 正确. 【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的应用1.(对开普勒第三定律的认识)(多选)关于开普勒行星运动规律的表达式a 3T2＝k ，以下理解正确的是( )A.k 是一个与行星无关的常量B.a 代表行星的球体半径C.T 代表行星运动的自转周期D.T 代表行星绕中心天体运动的公转周期 答案 AD解析 开普勒第三定律中的公式a 3T2＝k ，k 是一个与行星无关的常量，与中心天体有关，选项A 正确；a 代表行星椭圆运动的半长轴，选项B 错误；T 代表行星绕中心天体运动的公转周期，选项C 错误，D 正确.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的理解2.(开普勒第二定律的应用)某行星沿椭圆轨道运动，远日点离太阳的距离为a ，近日点离太阳的距离为b ，过远日点时行星的速率为v a ，则过近日点时的速率为( ) A.v b ＝ba v a B.vb ＝a b v a C.v b ＝a bv a D.v b ＝b av a 答案 C解析 如图所示，A 、B 分别为远日点、近日点，由开普勒第二定律可知，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，取足够短的时间Δt ，则有12av a Δt ＝12bv b Δt ，所以v b＝a bv a ，故选C.【考点】开普勒第二定律的理解及应用 【题点】开普勒第二定律的应用3.(开普勒第三定律的应用)1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献.若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看做匀速圆周运动，它们的运行轨道如图6所示.已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R ，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为( )图6A.33.4R B. 3.4R C.311.56R D.11.56R答案 C解析 根据开普勒第三定律，有R 钱3T 钱2＝R 3T2，解得R 钱＝3T 钱2T2R ＝311.56R ，故C 正确. 【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的应用考点一 开普勒定律的理解1.物理学发展历史中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是( ) A.哥白尼 B.第谷 C.伽利略 D.开普勒答案 D【考点】开普勒定律的理解 【题点】开普勒定律物理学史的理解2.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是( )A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C.所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相同D.所有行星的公转周期与行星的轨道半径都成正比 答案 A解析 由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，选项A 正确，B 错误；由开普勒第三定律知所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，选项C 、D 错误. 【考点】开普勒定律的理解 【题点】开普勒定律的理解3.关于对开普勒第三定律r 3T2＝k 的理解，以下说法中正确的是( )A.T 表示行星运动的自转周期B.k 值只与中心天体有关，与行星无关C.该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动D.若地球绕太阳运转的半长轴为r 1，周期为T 1，月球绕地球运转的半长轴为r 2，周期为T 2，则r 13T 12＝r 23T 22 答案 B解析 T 表示行星运动的公转周期，不是自转周期，A 错误.k 是一个与行星无关的量，k 只与中心天体有关，B 正确.开普勒第三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，C 错误.地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k 不同，因此r 13T 12≠r 23T 22，D 错误.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的理解4.太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同.下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图象中正确的是( )答案 D解析 由r 3T＝k 知r 3＝kT 2，D 项正确.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的理解5.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图1所示，F 1和F 2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( )图1A.F 2B.AC.F 1D.B答案 A解析 根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A 点的速率比在B 点的速率大，所以太阳在离A 点近的焦点上，故太阳位于F 2. 【考点】开普勒第二定律的理解与应用 【题点】开普勒第二定律的理解6.如图2所示，海王星绕太阳做椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经M 、Q 到N 的运动过程中( )图2A.从P 到M 所用的时间等于T 04B.从Q 到N 所用时间等于T 04C.从P 到Q 阶段，速率逐渐变小D.从M 到N 所用时间等于T 02答案 C解析 由开普勒第二定律知，从P 至Q 速率在减小，C 正确.由对称性知，P →M →Q 与Q →N→P 所用的时间为T 02，故从P 到M 所用时间小于T 04，从Q →N 所用时间大于T 04，从M →N 所用时间大于T 02，A 、B 、D 错误.【考点】开普勒第二定律的理解及应用 【题点】开普勒第二定律的理解 考点二 开普勒定律的应用7.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的19，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运动周期是( ) A.19天B.13天C.1天D.9天 答案 C解析 由于r 卫＝19r 月，T 月＝27天，由开普勒第三定律r 卫3T 卫2＝r 月3T 月2，可得T 卫＝1天，故选项C正确.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的应用8.太阳系八大行星绕太阳运行的轨道可粗略地视为圆，下表是各行星的半径和轨道半径.从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( ) A.80年 B.120年 C.165年 D.200年答案 C解析 设海王星绕太阳运行的轨道半径为r 1，公转周期为T 1，地球绕太阳运行的轨道半径为r 2，公转周期为T 2(T 2＝1年)，由开普勒第三定律有r 13T 1＝r 23T 2，故T 1＝r 13r 23·T 2≈164年，最接近165年，故选C.【考点】开普勒第三定律的理解与应用 【题点】开普勒第三定律的应用9.如图3，O 表示地球，P 表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB 为长轴，CD 为短轴.在卫星绕地球运动一周的时间内，从A 到B 的时间为t AB ，从B 到A 、从C到D、从D到C的时间分别为t BA、t CD、t DC.下列关系式正确的是()图3A.t AB>t BAB.t AB<t BAC.t CD>t DCD.t CD<t DC答案 D解析由卫星做椭圆运动的对称性得t AB＝t BA，选项A、B错误；由开普勒第二定律知，卫星在近地点时运动快，在远地点时运动慢，所以t CD<t DC，选项C错误，D正确.【考点】开普勒第二定律的理解及应用【题点】开普勒第二定律的应用11。