高中物理行星的运动-名师点拨人教版必修二.doc

用心爱心专心学科：物理[八年级上沪科版]教学内容：行星的运动知识纵横物理故事“地心说”占领统治地位时间较长的原因是由于它比较符合人们的日常经验，如：太阳从东边升起，从西边落下；同时它也符合当时在政治上占统治地位的宗教神学观点.由于“日心说”最终战胜了“地心说”，虽然“地心说”符合人们的经验，但它还是错误的.进而说明“眼见为实”的说法并非绝对正确.例如：我们乘车时观察到树木在向后运动，而事实上并没有动(相对于地面).“日心说”所以能够战胜“地心说”是因为好多“地心说”不能解析的现象“日心说”则能说明，也就是说，“日心说”比“地心说”更科学、更接近事实.例如：若地球不动，昼夜交替是太阳绕地球运动形成的.那么，每天的情况就应是相同的，而事实上，每天白天的长短不同，冷暖不同.而“日心说”则能说明这种情况：白昼是地球自转形成的，而四季是地球绕太阳公转形成的。从目前科研结果和我们所掌握的知识来看，“日心说”也并不是绝对正确的，因为太阳只是太阳系的一个中心天体，而太阳系只是宇宙中众多星系之一，所以太阳并不是宇宙的中心，也不是静止不动的.“日心说”只是与“地心说”相比更准确一些罢了。概念规律1.在古代，人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。“地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；代表人物是亚里士多德和托勒密。“日心说”认为太阳是宇宙的中心，地球以及其他行星都在绕太阳运动。代表人物是哥白尼，他在《天体运行论》一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。2.开普勒行星运动第一定律：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。开普勒行星运动第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。开普勒行星运动第三定律：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：，比值k是一个与行星无关的常量。【典型例题分析】例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【解析】由开普勒第三定律可知，a越大，T越大，故BD正确，C错误；式中的T是公转周期而非自转周期，故A错。答案：BDABbavBvA图7-1-1A1A1A2A1B2A1B1A1例2如图7-1-1，行星绕太阳的运行轨道为椭圆，近地点A到太阳的距离为a，远日点B到太阳的距离为b，求行星在A、B两点的速率之比。【解析】以近地点和远地点为中心，取一个同样的极短的时间间隔Δt，由开普勒第二定律可知，在这个时间Δt内，卫星和地心的连线扫过的面积相等，如图7-1-1所示．设卫星在近地点和远地点的速率分别为v1和v2，并把卫星在这极短时间Δt内的运动看成匀速率运动．由于，，因这两个扇形面积相等：所以：v1：v2=b:a例3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。思维入门指导：木星和地球均为绕太阳运行的行星，可利用开普勒第三定律直接求解。本题考查开普勒第三定律的应用。【解析】由开普勒第三定律可知：对地球：，对木星所以点拨：在利用开普勒第三定律解题时，应注意它们的比值中的k是一个与行星运动无关的常量。例4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？思维入门指导：行星的运动为曲线运动，因此本节知识常常和曲线运动知识相综合。【解析】由于地球在远离太阳运动的过程中，其速率减小，据牛顿第二定律有，，由开普勒第二定律知，地球在远离太阳运动的过程中角速度ω（单位时间内地球与太阳的连线扫过的角度）也减小，故向心力F减小。若此向心力突然消失，则地球将沿轨道的切线方向做离心运动。点拨：地球绕太阳的运动虽然并非匀速圆周运动，但向心力公式仍适用。任一时刻，地球的速度方向均沿椭圆的切线方向。【课内巩固】1.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的()A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等2．银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期为27：1，则它们的轨道半长轴比是（）A.3：1B.9：1C.27：1D.1：93．下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是()A.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星绕太阳运