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1、 朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 1万有引力与航天第万有引力与航天第 1 课时：课时：行星的运动行星的运动编号： 32 编制： 李满 张福娣 审核：高一物理组 班级_小组_姓名_学号_【学习目标学习目标】1.了解人类探索宇宙奥秘的发展简史，增强求知欲。2.理解开普勒三个定律的内容和意义，会分析行星运动的基本特点。3.将行星轨道看作圆时，对定律会解说与应用。【课前自学课前自学】 1.地心说与日心说 地心说认为地球是_，太阳月球及其他星体均绕_运动，后经人们观察是错误的。 日心说认为太阳是_，地球和其他星体都绕_运动，实际上，太阳并非宇宙中心。 2.开
2、普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在_的一个_上。 3.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_相等。 4.开普勒第三定律 所有行星轨道半长轴的_跟它的公转周期的_比值都相等。 【课内探究课内探究】 一、开普勒定律一、开普勒定律 1.规律的发现：开普勒根据丹麦天文学家_对行星的观测记录，研究了大量数据，得出了三 个定律。 2.规律的理解： （1）开普勒第一定律打破了“地心说”观念，它的确切描述是什么？ （2）行星运动过程中，在轨道上的不同点上运行得一样快吗？开普勒第二定律是怎样描述的？ （3）开普勒第三定律说明了在不同轨道上运行的卫星，周期是不
3、同的，该定律如何描述？ 3.开普勒定律不仅适用于行星，也适用于绕行星运动的卫星。 二、太阳系中行星的运动二、太阳系中行星的运动 1.规律的发现： （1）各行星排列顺序如何？离太阳远近如何？ （2）它们沿轨道的运动多可看作什么运动？ 2.规律的理解：若按圆轨道处理，行星的运动可总结出怎样的规律？ 第一点： 3. 第二点： 4. 第三点： 以上三条只是对行星运动的近似处理，并非行星运动的真实规律。 【课内检测课内检测】【例题例题 1】关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ） A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.离太阳越近的行星的运动周期越
4、长 D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 解析：朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 2【训练 1】下列说法中正确的是（ ） A.“地心说”是错误的， “日心说”是对的，太阳是宇宙的中心 B.太阳也在绕银河系转动，运动是绝对的，静止是相对的 C.月球绕地球的运行轨道也是椭圆轨道，可近似看作匀速圆周运动 D.由开普勒定律可知，各行星都有近日点和远日点，且在近日点运动得快，在远日点运动得慢【例题例题 2】海王星离太阳的距离是地球离太阳距离的 n 倍，那么海王星绕太阳的公转周期是多少年？（海 王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道）
5、 解析：【训练 2】如图 61 所示，在某行星的轨道上有 a、b、c、d 四个对称点，若行星运动周期为 T，则行星 （ ） A.从 a 到 b 的运动时间等于从 c 到 d 的时间 B.从 d 经 a 到 b 的运动时间等于从 b 经 c 到 d 的时间C.从 a 到 b 的时间4TtabD.从 c 到 d 的时间4Ttcdadc b 太阳图 61朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 3万有引力与航天第万有引力与航天第 2 课时：课时：行星的运动练习行星的运动练习编号：33 编制： 李满 张福娣 审核：高一物理组 班级_小组_姓名_学号_ 【检测目标检测
6、目标】巩固行星运动知识和开普勒三定律； 【典题精选典题精选】 1. 下列说法正确的是（ ） A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向 C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D.日心说的说法是正确的2. 关于开普勒第三定律，以下理解正确的是（ ）kTR 23A. k 是一个与行星无关的常量 B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 R1，周期为 T1，月球绕地球运转轨道的半长轴为 R2，周期为T2，则 2 23 2 23 11TR TR C. T 表示行星运动的自转周期 D. T 表示行星运动的公转周期3.2005 年 7 月 4 日，美国宇航局的“深度
7、撞击”计划在距离地球 1.3 亿千米处实施，上演了一幕“炮打 彗星”的景象，目标是“坦普尔一号”彗星。假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆， 其轨道周期为 5.74 年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ） A.绕太阳运动的角速度不变 B.近日点处线速度大于远日点处线速度 C.近日点处线速度等于远日点处线速度 D.其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数4.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图 62 所示，F1和 F2是椭圆的两个焦 点，行星在 A 点速率比在 B 点的速率大，则太阳应位于 A. A 点 B. F1 点 C. F2点 D. B 点 （
8、 ）5.某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳的距离为 a，远日点离太阳的距 离为 b，过近日点时行星的速率为 va，则过远日点时的速率为（ ）A.B.C.D.abvabv abvbav abvbav abvabv 6.有两颗行星围绕恒星运转，它们的运动周期之比为 27:1，则它们的轨道半径之比为（ ） A.1:27 B.9:1 C.27:1 D.1:97.地球绕太阳运行的轨道半径是 1.51011，周期为 365 天，月球绕地球运转的轨道半长轴为 2.8108m，周期为 27.3 天，则对于绕太阳运行的行星的的值为_；对于绕地球运行的卫星的的值为23TR23TR_。8.若把开普勒定律应用到绕地球
9、运动的卫星上，则卫星在离地越高的轨道上，周期越_。若让两个 卫星在同一轨道上运动，是否会发生追碰现象？AF1F2B图 62朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 49.地球公转运行的轨道半径 R1.491011m，地球的公转周期为 1 年，土星运行的轨道半径 R1.431012m，则其周期多少年？10.飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，如图 63 所示，其周期为 T，如果飞船要返回地面，可在轨道 上某一点 A 处降速率降低到适量数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆和地球表面 相切于 B 点，设地球半径为 R0，问飞船从 A 点返回到地面上
10、 B 点所需时间为多少？思维升华思维升华 行星运动轨道实质是椭圆，但可近似认为是圆周运动，可用匀速圆周运动规律分析。 开普勒三个定律也适用于其他星系的运动分析，对月球和卫星绕地球的运动也是适用的，但第三定 律中的比值 k 是不同的. 综合实践与创新综合实践与创新13.关于公式k，下列说法中正确的是（ ）23TRA.公式只适用于围绕太阳运动的行星 B.公式只适用于太阳系中的行星和卫星 C.公式适用于宇宙中所有围绕星球运动的行星和卫星 D.公式也适用于人类发射的绕地球运动的卫星拓展提高拓展提高BAR0R图 63朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 5万有引力
11、与航天第万有引力与航天第 3 课时：课时：太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力编号：34 编制： 李满 张福娣 审核：高一物理组 班级_小组_姓名_学号_【学习目标学习目标】1.了解太阳对行星的引力 2.会用圆周运动规律近似研究行星的运动 3.认识太阳与行星间力的作用的相互性，并能用公式讨论相互作用力的大小【课前自学课前自学】1.行星以太阳为圆心做匀速圆周运动需要_，设行星质量为 m，线速度为 v，行星到太阳 的距离为 r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力 Fn_。若行星绕太阳运动的周期 为 T， 则 v 与 T 的关系是_，所以 Fn还可以表示为_。 2.根据牛顿第三定律，太阳对行星的引力
12、与行星对太阳的引力应性质相同，大小_，方向 _，规律相同，是一对_。 3.太阳与行星间的引力大小与_、_成正比，与_成反 比。用公式表示 F_【课内探究课内探究】一、太阳对行星的引力一、太阳对行星的引力 1.规律的发现：应用开普勒行星运动定律可知，行星做近似匀速圆周运动时，由运动参量可知： （1）向心力的基本公式： （2）用周期表示的向心力公式： （3）代入开普勒第三定律后的表达式： 2.规律的理解：太阳对行星的引力与_成正比，与_成反比；对任何行 星都可成立关系式为_。 二、行星对太阳的引力二、行星对太阳的引力 由牛顿第三定律及引力规律可得，行星吸引太阳的力的表达式为_ 三、太阳与行星间的引
13、力三、太阳与行星间的引力 1.概括太阳与行星间的相互引力大小可知： 2.表达式： 3.相互引力的方向【例题例题 1】冥王星绕太阳运动的轨道半径约为地球绕太阳运动轨道半径的 40 倍，那么它绕太阳一周需要 多少年？ 解析：【例题例题 2】地球与太阳之间的引力为 F，它们之间的距离为 R。如果地球与太阳的距离变为 4R 且仍能绕 太阳公转，那么太阳对地球的引力 F是 F 的几倍？那时地球上的一年（绕太阳公转一周的时间）相当 于现在的几年？（设轨道近似为圆形） 解析：朔州市二中导学案（20132014 学年度） 物理必修 万有引力与航天 编号 6【当堂检测当堂检测】【训练 1】月球与地球之间的引力规律与太阳和行星之间的引力规律相同。若已知月球的周期为 T，月球 的质量为 m，月球离地的高度为 h，地球半径为 R，则月球受地球的引力大小为 F_；地球受 月球的引力大小为 F_【训练 2】
