1．天體運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)知識脈絡(luò)1.了解地心說和日心說的內(nèi)容．2．理解開普勒行星運(yùn)動三定律的內(nèi)容．(重點(diǎn))3．掌握行星運(yùn)動定律的應(yīng)用．(重點(diǎn)、難點(diǎn))4．了解人們對行星運(yùn)動的認(rèn)識過程漫長復(fù)雜，培養(yǎng)熱愛科學(xué)，獻(xiàn)身真理的精神.日心說eq\x([先填空])1．地心說：古希臘學(xué)者托勒密在他的著作《天文學(xué)大成》中構(gòu)建了地心說．該學(xué)說認(rèn)為：宇宙以地球?yàn)橹行?，它是靜止不動的，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動．2．日心說：波蘭天文學(xué)家哥白尼在他的著作《天球運(yùn)行論》中提出了日心說．他認(rèn)為太陽是宇宙的中心，地球和其他行星都繞太陽轉(zhuǎn)動．eq\x([再判斷])1．宇宙的中心是太陽，所有行星都在繞太陽做勻速圓周運(yùn)動．(×)2．造成天體每天東升西落的原因是天空不轉(zhuǎn)動，只是地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周．(×)3．日心說比地心說更科學(xué)．(√)eq\x([后思考])哥白尼提出日心說在科學(xué)上有什么意義？【提示】日心說的提出使人們從傳統(tǒng)的錯誤觀念的束縛中解放出來，開辟了科學(xué)的新時(shí)代，使古代科學(xué)走向了近代的牛頓力學(xué)．eq\x([合作探討])我們?nèi)粘？吹教栕缘厍驏|方升起，又落到西方，也就是說，我們看到的現(xiàn)象似乎是太陽繞地球轉(zhuǎn)，地球是宇宙的中心，是靜止不動的．探討：上述觀點(diǎn)正確嗎？怎樣解釋？【提示】上述觀點(diǎn)不正確．由于我們生活在地球上，我們選取地球(地面)為參考系來描述太陽的運(yùn)動，而地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周，因此，我們看到的現(xiàn)象是太陽每天東升西落．如果我們乘坐宇宙飛船來到浩瀚的太空，以太陽為參考系，就會看到地球是圍繞太陽轉(zhuǎn)的，而選取銀河系為參考系，我們看到太陽也在運(yùn)動著．eq\x([核心點(diǎn)擊])1．地心說符合人們的日常經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的說法，故地心說統(tǒng)治了人們相當(dāng)長的時(shí)間．2．日心說能很容易解釋天體的運(yùn)動，因此日心說逐漸受到人們的重視，到17世紀(jì)，就建立了日心說的體系，開辟了科學(xué)的新時(shí)代，使古代科學(xué)走向了近代科學(xué)．1．日心說的代表人物是()A．托勒密 B．哥白尼C．布魯諾 D．第谷【解析】日心說的代表人物是哥白尼，布魯諾是宣傳日心說的代表人物．【答案】B2．(多選)下列說法中正確的是()A．地球是宇宙的中心，太陽、月球及其他行星都繞地球運(yùn)動B．太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動C．地球是繞太陽運(yùn)動的一顆行星D．日心說和地心說都是錯誤的【解析】地心說和日心說都不完善，太陽、地球等天體都是運(yùn)動的，不可能靜止，B錯誤，D正確；地球是繞太陽運(yùn)動的一顆普通行星，并非宇宙的中心天體，A錯誤，C正確．【答案】CD開普勒行星運(yùn)動規(guī)律eq\x([先填空])開普勒三定律定律內(nèi)容圖示開普勒第一定律所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上開普勒第二定律太陽與任何一個(gè)行星的連線(矢徑)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等開普勒第三定律行星繞太陽運(yùn)行軌道半長軸r的立方與其公轉(zhuǎn)周期T的平方成正比，公式：eq\f(r3,T2)＝keq\x([再判斷])1．圍繞太陽運(yùn)動的行星的速率是一成不變的．(×)2．開普勒定律僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動．(×)3．行星軌道的半長軸越長，行星的周期越長．(√)eq\x([后思考])如圖3-1-1所示，所有行星都繞太陽在橢圓軌道上運(yùn)行，某一行星繞太陽運(yùn)動的速率在不同位置都一樣大嗎？圖3-1-1【提示】不一樣，在行星距離太陽較近時(shí)速率大，在行星距離太陽較遠(yuǎn)時(shí)速率?。甧q\x([合作探討])如圖3-1-2所示為地球繞太陽運(yùn)動的示意圖，A、B、C、D分別表示春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置．探討1：太陽是否在軌道平面的中心？夏至、冬至?xí)r地球到太陽的距離是否相同？圖3-1-2【提示】太陽不在軌道平面中心，夏至、冬至地球到太陽的距離不同．探討2：根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期計(jì)算火星的公轉(zhuǎn)周期還需要知道什么數(shù)據(jù)？【提示】根據(jù)eq\f(r3,T2)＝k，要計(jì)算火星的公轉(zhuǎn)周期還要知道火星軌道半徑與地球軌道半徑的比值．eq\x([核心點(diǎn)擊])1．從空間分布上認(rèn)識：行星的軌道都是橢圓，不同行星軌道的半長軸不同，即各行星的橢圓軌道大小不同，但所有軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn)，太陽在此焦點(diǎn)上．因此開普勒第一定律又叫焦點(diǎn)定律．2．對速度大小的認(rèn)識(1)如圖3-1-3所示，如果時(shí)間間隔相等，即t2－t1＝t4－t3，由開普勒第二定律，面積SA＝SB，可見離太陽越近，行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長，即行星的速率越大．圖3-1-3(2)近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)分別是行星距離太陽的最近點(diǎn)、最遠(yuǎn)點(diǎn)，所以同一行星在近日點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最?。?．對周期長短的認(rèn)識(1)行星公轉(zhuǎn)周期跟軌道半長軸有關(guān)，橢圓軌道半長軸越長的行星，其公轉(zhuǎn)周期越長；反之，其公轉(zhuǎn)周期越短．(2)該定律不僅適用于行星，也適用于其他天體．例如，繞某一行星運(yùn)動的不同衛(wèi)星．(3)研究行星時(shí)，常數(shù)k與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)．研究其他天體時(shí)，常數(shù)k只與其中心天體有關(guān)．3．關(guān)于開普勒對于行星運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識，下列說法正確的是()A．所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓B．所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是圓C．所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D．所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道半徑成正比【解析】由開普勒第一定律知所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，選項(xiàng)A正確，B錯誤；由開普勒第三定律知所有行星的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，選項(xiàng)C、D錯誤．【答案】A4．某人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，其軌道半徑為月球軌道半徑的eq\f(1,3)，則此衛(wèi)星運(yùn)行周期大約是()A．3～5天 B．5～7天C．7～9天 D．大于9天【解析】月球繞地球運(yùn)行的周期約為27天，根據(jù)開普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k，得eq\f(r3,T2)＝eq\f(r\o\al(3,月),T\o\al(2,月))，則T＝eq\f(1,3)×27×eq\r(\f(1,3))(天)≈(天)．【答案】B5．據(jù)報(bào)道，美國計(jì)劃于2023年開始每年送15000名游客上太空旅游．如圖3-1-4所示，當(dāng)航天器圍繞地球做橢圓運(yùn)行時(shí)，近地點(diǎn)A的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．圖3-1-4【解析】根據(jù)開普勒第二定律：對于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積，由此可得知近地點(diǎn)A的速率大于遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速率．【答案】大于應(yīng)用開普勒定律注意的問題(1)適用對象：開普勒定律不僅適用于行星，也適用于衛(wèi)星，只不過此時(shí)eq\f(r3,T2)＝k，比值k是由中