1、 第 1 页 共 4 页6.1 行 星 的 运 动 导 学 案一、导入【学习目标】（ 1） 了 解 地 心 说 和 日 心 说 。（ 2） 知 道 开 普 勒 行 星 三 大 运 动 定 律 的 内 容 。（ 3） 理 解 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 内 容 ， 能 用 定 律 解 决 相 关 问 题 。重 点 ： 开 普 勒 行 星 三 大 运 动 定 律难 点 ： 对 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 的 理 解 和 应 用二自学质疑（一）“地心说”和“日心说”之争学生阅读教材第一段，完成下列问题、古代人们对天体运动存在哪些看法 1、什么是“地心说”，什么是“日心说”? 2（二）
2、、开普勒行星运动三大定律学生阅读教材完成下列问题思考古人认为天体做什么运动? 1开普勒认为行星做什么样的运动?他 是 怎 样 得 出 这 一 结 论 的 ? 2探究一：行星的运动规律 （ 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 上【思考】：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 想一想，椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系?（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时间内扫过的 相等。【思考】：如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，行星在远日点和近日点的速率哪一点大？从
3、近日点到远日点速度大小如何变化？从远日点到近日点呢？（3）开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的 三 次 方与二次方的比值都相等（若用 a 表示椭圆半长轴，T 代表公转周期，即 =k）23Ta【思考】：1.公式中比例系数 k 的大小与行星有关吗？（猜想可能与谁有关？）这一定律发现了所有行星的轨道的半长轴与公转周期之间的定量关系，比值 k 是一个与行星无关的常量，你能猜想出它可能跟谁有关吗2.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？第 2 页 共 4 页说明：开普勘定律不仅适用于行星绕大阳运动，也
4、适用于卫星绕着地球转，K 是一个与卫星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K 值不相同。K 与中心天体有关。 【 自学检测】1.下列说法正确的是 ( ) 新课标第一网A地球是宇宙的中心，是静止不动的B太阳是宇宙的中心，是静止不动的C宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的D日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳转2.关于太阳系中各行星的运动，下列说法正确的是 ( )A太阳系中的各行星有一个共同的轨道焦点B行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直C行星在近日点的速率大于远日点的速率D离太阳“最远”的行星，绕太阳运动的公转周期最长3. 关于公式 k，下列理解正确的是 ( )a3T2A
5、k 是一个与行星无关的量B若地球 绕太阳运转轨道的半长轴为 a 地 ，周期为 T 地 ；月球绕地球运转轨道的半长轴为 a 月 ，周期为T 月 ，则 a3地T2地 a3月T2月CT 表示行星运动的自转周期DT 表示行星运 动的公转周期4.关于大阳“八大”行星的运动，以下说法正确的是 ( )A行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大C水星的半长轴最短，公转周期最大D海王星离太阳“最远” ，绕太阳运动的公转周期最长探究二:开普勒三大定律的应用问题 1：为了便于研究行星的运动规律，我们该怎样理想化处理行星的轨道？问题 2：把太阳系中各行星的运动近似看做匀速圆周运动，随
6、各行星轨道半径的增大，其线速度，角速度，周期，向心加速度大小呈现怎样的变化规律？问题 3：对于绕行星公转的卫星，是否也满足开普勒三大定律呢？【针对训练】（1）关于开普勒第三定律的公式 a3/T2=K，下列说法正确的是( )A公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)C式中的 k 值，对所有行星 (或卫星)都相等D围绕不同星球运行的行星 (或卫星)，其 k 值不同第 3 页 共 4 页(2 ) 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
7、离太阳“最远” ，公转周期就最长（3）太阳系中各行星随其轨道半径增大（ ）A周期越小 B.线速度越小 C.角速度越小 D.向心加速度越小(4)某一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径是月球轨道半径的 1/3。则此卫星的周期大约为（ ）A.14 天 B.48 天 C.816 天 D.1620 天三、训练拓展（1）【2013 江苏高考】. 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(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
8、扫过的面积（2）理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用下面对于开普勒第三定律的公式 a3/T2=K 的说法正确的是 ( )A公式只适用于轨道是椭圆的运动B式中的 k 值，对于所有行星 (或卫星)都相等C式中的 k 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离（3）【2013 上海高考】若两颗人造地球卫星的周期之比为 T1 T221，则它们的轨道半径之比R1 R2，向心加速度之比 a1 a2。（4）2014浙江卷 长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥
9、王星唯一的卫星，它的公转轨道半径 r119 600 km，公转周期 T16.39 天.2006 年 3 月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径 r248 000 km，则它的公转周期 T2 最接近于( )A15 天 B25 天 C35 天 D45 天课后练习1下列说法正确的是( )A地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B太阳是宇宙的中心，所有天体都 绕太阳运动C太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动D“地心说”和“日心说”现在看来都是不完全正确的2.关于行星绕太阳的运动，下列 说法中不正确的是( )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
10、动时太阳位于行星轨道的中心处C离太阳越近的行星的自转周期越长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第 4 页 共 4 页3关于开普勒第三定律 k，下列 说法中正确的是( )a3T2A公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星( 或卫星)C式中的 k 值，对所有的行星 (或卫星)都相等D围绕不同星球运行的行星(或卫星) ，其 k 值不同4太阳系中有两颗行星，它们绕太阳运转周期之比为 8:1.则两行星的公转速率之比为( )A21 B41C12 D144地球到太阳的距离为水星到太阳距离的 2.6 倍，那么地球和水星绕太阳运行的线速度之比为(
11、设地球和水星绕太阳运行的轨道为圆)( )A. B.12.6 2.61C. D.12.6 2.615.据国际小行星中心通报：中科院紫金山天文台 1981 年 10 月 23 日发现的国际永久编号为 4073 号的小行星已荣获国际小行星中心和国际小行星中心命名委员会批准，正式命名为“瑞安中学星” 这在我国中等学校之中尚属首次“瑞安中学星 ”沿着一个近似圆形的 轨道围绕太阳运行， 轨道半径长约 3.2 天文单位(一个天文单位为日地间的平均距离 )，则“瑞安中学星”绕 太阳运行一周大约需( )A1 年 B3.2 年C5.7 年 D6.4 年6.飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，其周期为 T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点 A 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在 B 点相切，如图 6-1-6 所示，如果地球半径为 R0，求飞船由 A 点到 B 点所需的时间。
