第一节 行星的运动(好)

1 / 9

高中物理人教版（2019）第七章第一节《行星的运动》同步练习

一、单选题

1．如图所示，月球的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点A，圆轨道距月球表面的高度为 𝑅2 ，椭圆轨道的远月点B与近月点A之间的距离为6R，若甲的运动周期为T，则乙的运动周期为（ ）

A．3√2𝑇 B．3T C．2√2𝑇 D．2T

2．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，如图所示，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，则关于它下次飞近地球的时间，下列判断正确的是（ ）

A．大约在2070年 B．大约在2062年

C．大约在2048年 D．大约在2035年

3．如图是发射地球同步卫星的示意图。其发射方式是先用火箭将卫星送入近地圆轨道I当卫星运行至P点时，卫星自带的发动机点火推进，使卫星进入椭圆轨道II，其远地点刚好与同步轨道III相切于Q，当卫星运行至Q点时再次点火推进，将卫星送入同步轨道。已知近地圆轨道半径约为地球半径R，同步轨道距地面高度约为6R，卫星在近地轨道运行的周期T1=1.5h，则卫星从P点运动至Q点所用的时间约为（ ） 2 / 9

A．4h B．6h C．12h D．24h

4．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处的速率比在B处的速率大，则太阳的位置（ ）

A．一定在F2 B．可能在F1，也可能在F2

C．一定在F1 D．在F1和F2连线的中点

5．假设地球同步卫星、月球绕地球的公转和地球绕太阳的公转均可近似看成匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）

A．在相等时间内月球与地心的连线扫过的面积和地球与太阳中心的连线扫过的面积相等

太阳系的行星运动

引言

太阳系是位于银河系中的一个恒星系统，由太阳和围绕它运动的八大行星、数十颗卫星、小行星、彗星等组成。本文将介绍太阳系中行星的运动特征。

行星运动的基本特征

1. 公转：太阳系中的行星围绕太阳进行公转运动。行星的公转轨道是椭圆形状，且近似处于同一平面上，这个平面称为黄道面。行星的公转速度快慢与它们距离太阳的远近有关，距离太阳越近的行星公转速度越快。

2. 自转：除了公转外，行星还自身绕自身轴心进行自转。每个行星的自转轴不一定垂直于黄道面，因此，行星的自转轴倾斜角度不同，这导致了行星的季节变化和极地的白昼与黑夜的交替。

3. 天体力学效应：行星之间的引力相互作用会产生天体力学效应，例如，引力会使行星轨道发生微小的扭曲和偏移。此外，此类效应还对轨道周期和形状产生影响。

行星的基本运动规律

1. 开普勒定律：开普勒通过研究天体运动得出了三个重要的定律。

- 第一定律：行星绕太阳公转的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

- 第二定律：行星在其椭圆轨道上的面积速率相等。在离太阳较远的地方，行星运动较慢；在离太阳较近的地方，行星运动较快。

- 第三定律：行星公转周期的平方与它们距离太阳的平均距离的立方成正比。

2. 行星的轨道特征：行星的轨道离心率和倾角是行星运动的两个重要特征。

- 离心率：离心率描述了行星轨道的偏心程度，数值介于0和1之间。离心率为0表示轨道是圆形的，离心率为1表示轨道是椭圆的。 - 倾角：倾角表示行星轨道与黄道面的夹角，数值介于0和90度之间。倾角为0表示轨道与黄道面平行，倾角为90度表示轨道与黄道面垂直。

结论

太阳系中的行星运动遵循开普勒定律和天体力学效应的影响。行星围绕太阳进行公转，同时自身绕自转轴旋转。行星的轨道离心率和倾角是行星运动的重要特征，不同行星的运动规律各异。研究太阳系行星的运动对于深入了解宇宙规律具有重要意义。

参考文献

- 张大维. (2003). 天文学通论（第五版）. 北京：高等教育出版社.

第七章 万有引力与宇宙航行

第1课 行星的运动

课程标准 核心素养

1.了解地心说与日心说的主要内容.

2.理解开普勒定律，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的研究中的近似处理． 1、物理观念：开普勒定律。

2、科学思维：椭圆轨道与圆轨道类比分析。

3、科学探究：开普勒对行星的运动数据的分析。

4、科学态度与责任：了解人类对行星动数据的分析。

知识点01 两种对立的学说

1．地心说

地心说认为 是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕 运动．

2．日心说

日心说认为 是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动．

【即学即练1】（多选）下列说法中正确的是（ ）

A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动

B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动

C．地球是绕太阳运动的一颗行星

D．日心说和地心说都不完善

知识点02 开普勒定律

1．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 ．

2．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的时间内扫过的 ． 目标导航

知识精讲 3．开普勒第三定律：所有行星轨道的 跟它的 的比都相等．其表达式为a3T2＝k，其中a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，比值k是一个对所有行星 的常量．

【即学即练2】北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）

A．夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大

B．从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间

C．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上

D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，32akT，则地球和火星对应的k值不同

　高

效

速

记

高

中

物

理

必

考

公

式

定

律

与

知

识

梳

理

58 0󰚚0

󰌴󱰶󱑂󰟈

󰌻7󰹖

第

五

章

曲

线

运

动

59

-

@

4

4

󰌴

󱰶

󱑂

󰟈

󰌻

7

󰹖󱐭

󱮛

󰟿

=

󱭌

D

󰟕

󱃇

󱒸󱊄󰊷󰠀󰥥

󱊄󰌄󰠀󰥥

󱊄󰊼󰠀󰥥

󱂴

󱃆

7

=󰟵󰟿󱤴󰤏

󰌡󱤵󰚡󱀯󰓼󰯡󱄊

󱤂󱛡󰌴

󱰶

󱑂

󰟈

󱃇

󱒸󰊺󰰦󰤳󰒧󰠀󰥥󱄊󰔧󱀘

󰊺󰰦󰤳󰒧󰠀󰥥F=G

󰤳󰒧󰣢󱧚󰔣󰐥󰸾󰠀G=6.67×

10󰀎11 Nem2/kg2

󰌴

󱰶

󱑂

󰟈

󱃇

󱒸+

)

@

󱜽

󱅞

3

󰚥

󰟈

󱂓+

󱅭

K

󱕔r2m1m2

󰚡󱀯󱠏󱧚M= (󰩋GM=gR2)

󰔧󱀘󰰳󱅼󰜹󰍴󱝠󱊫󰋗󰥷󰜹󰍴󱠏󱧚GGgR2

r2Mm=

T 24π2r→mGT24π2r3M=

r2Mm

rυ2=ma=m

=mω2r=mrG

T24π2

󰔶󱤠󱁹󰌆󰟺󱜺󰇌

󰍰󱤴󰇌󰥀󰤳󰒧󰍻

󱁹󱄊󰾭󰍴󱎷󰌬󰢕󰢟󱪴󰦼󱽝

7.9 km/s

󱎷󰍹󰢕󰢟󱪴󰦼󱽝

11.2 km/s

󱎷󰌱󰢕󰢟󱪴󰦼󱽝

16.7 km/s

高

效

速

记

高

中

物

理

必

考

公

式

定

律

与

知

识

梳

理

60 第一节 行星的运动

-@>%󱷠)一开普勒行星运动定律

(1)开普勒第一定律: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)开普勒第二定律:对任意一颗行星来说,它与太阳的连线在相等

的时间内扫过相等的面积。

(3)开普勒第三定律: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。二对开普勒行星运动定律的理解

1.由开普勒第二定律可知行星在近日点的速率大于在远日点的速率,

从近日点向远日点运动时速率变小,从远日点向近日点运动时速率变大。

2.开普勒第三定律

(1)表达式a3T2=k,其中a是椭圆轨道的半长轴,T为公转周期,k是

与太阳质量有关而与行星无关的常量。

(2)由于行星的椭圆轨道都与圆近似,在近似的计算中,可以认为行