1. 天体运动优质教案设计

3.1

天体的运动

一、学习目标

1.知道“地心说”和“日心说”的基本内容及发展过程.

2.知道开普勒行星运动定律及建立过程.

3.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题.

二、自主探究

1.地心说:

是宇宙的中心,且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕

运动.

2.日心说:

是宇宙的中心,且是静止不动的,地球和其他行星都绕

运动.

3.两种学说的局限性:两种学说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

运动,而这和丹麦天文学家

的观测数据不符.

4.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

,太阳处在椭圆的一个

.因此第一定律也叫轨道定律.

(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相等的

.因此第二定律也叫面积定律.

(3)开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的

跟它的公转周期的

的比值都相等.表达式:

.

5.行星运动的近似处理

(1)大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在

.

(2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的

(或线速度)不变,即行星做

运动.

(3)所有行星轨道半径的

跟它的公转周期的

的比值都相等.表达式:

.

三、合作探究

一、“地心说”与“日心说”

【自主阅读】

1.古代人们对天体运动存在两种对立的看法

和

;代表人物分别是

和

.

2.两种学说争论的焦点是

.

二、开普勒行星运动定律

1.漫长的过程

【自主阅读】

科学足迹

【自主探究】

小组合作画椭圆,展示结果,明确数学概念

阅读开普勒定律的发现过程,并合作利用图钉和细线画出椭圆.

2.开普勒行星运动定律

【自主探究】

讨论开普勒三个定律以及常数k的意义

若用a代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期,则开普勒第三定律可表示为

(其中,比值k是一个与

无关的常量,只与

有关的物理量).

3.近似处理

(1)大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心

(2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变,即行星做匀速圆周运动.

[来源学科网]

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(3)所有行星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.表达式:=k

【巩固训练】

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

2.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.

[来源:Zxxk.Com]四、课堂检测

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∶1

B.9∶1

C.27∶1

D.1∶9 3.两个质量分别是m1和m2的行星,它们绕太阳运行的轨道半径分别等于R1和R2,则它们运行周期的比等于(

) A.(

B.(

C.

D.[来源:Zxxk.Com]

4.我国的人造卫星围绕地球的运动,有近地点和远地点,由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小,如果近地点距地心距离为R1,远地点距地心距离为R2,则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为(

) A.

B.

C.

D.

5.下面关于丹麦天文学家第谷,对行星的位置进行观察所记录的数据,说法正确的是(

) A.这些数据在测量记录时误差相当大

B.这些数据说明太阳绕地球运动

C.这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合

D.这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合

6.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球轨道半径的,则此卫星运行的周期大约是(

) A.1~4天之间

B.4~8天之间

C.8~16天之间

D.16~20天之间

7.太阳系的行星与太阳之间的平均距离越大,它绕太阳公转一周所用的时间(

) A.越长

B.越短

C.相等

D.无法判断

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8.关于开普勒行星运动定律的公式A.k是一个与行星无关的量

=k,下列说法正确的是(

)[来源学科网]

B.若地球绕太阳运转的半长轴为R,周期为T,月球绕地球运转的半长轴为R1,周期为T1,则C.T表示行星的自转周期

D.T表示行星的公转周期

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