第六章万有引力定律一、行星的运动一、课前预习预习导航了解对天体的认识存在地心说和日心说两种不同的观点。知道开普勒对行星运动的描述资料卡片开普勒（1571——1630），德国天文学家、数学家和物理学家。1571年12月27日生于德国魏尔，父亲早年弃家出走，母亲脾气极坏。他是七个月的早产儿，从小体弱多病，四岁时的天花在脸上留下疤痕，猩红热使眼睛睛受损，高度近视，一只手半残，又瘦又矮。但他勤奋努力，智力过人，一直靠奖学金求学。1587年进人蒂宾根大学学习神学与数学。他是热心宣传哥白尼学说的天文学教授M。麦斯特林的得意门生，1591年取得硕士学位。1594年，应奥地利南部格拉兹的路德派高校之聘讲授数学。1600年被聘请到布拉格近郊的邦拉基堡天文台，任第谷的助手。1601年第谷去世后，开普勒继承了宫廷数学家的职位和第谷未完成的工作。1612年移居到奥地利的林茨，继续研究天文学。晚年生活极度贫困，1630年11月15日，年近花甲的他在索薪途中病逝于雷根斯堡。二、课堂释疑要点预览1、地心说和日心说：地心说：认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动。日心说：认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳运动。2、开普勒行星运动的定律：开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第三定律（周期定律）：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(R3/T2=k)。典型题解例1、下列说法中正确的是：（）A、地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动B、太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C、地球是绕太阳运动的一颗行星D、日心说和地心说都是错误的【解答】日心说是正确的，地心说是错误的，日心说认为太阳不动而太阳系本身在宇宙中不停地运动着。【点评】要了解地心说和日心说这两种不同的观点。例2、关于行星的运动，以下说法中正确的是（）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，公转周期最长D、冥王星离太阳最“最远”，绕太阳运动的公转周期最大【解答】由R3/T2=k，可判断选项B、D正确。【点评】正确理解开普勒行星定律的物理意义，并能在具体问题中应用。1例3、飞船沿半径为R的圆周绕地球转动，其周期为T，如图，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点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椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，已知地球半径为r，求飞船由A点运动到B点所需的时间？【解答】飞船沿椭圆轨道返回地面，由图可知，飞船由A点运动到B点所需的时间刚好是半个周期，设飞船沿椭圆轨道运动时周期为T’，由题意可知，飞船沿圆轨道运动时周期为T，圆轨道半径为R，地球半径为r，则椭圆的半长轴为。根据开普勒定律有得则飞船由A点运动到B点所需的时间为t=【点评】开普勒定律是对行星绕太阳运动规律的总结，该结论对卫星绕行星的情况也是成立的，此时R3/T2=k中的k与行星有关而与卫星无关。方法总结在本节中要知道对天体的认识存在地心说和日心说两种不同的观点，并且会应用开普勒定律解题。三、课后巩固巩固训练一、选择题1、关于开普勒行星运动的公式R3/T2=k，以下理解正确的是：（）A、k是一个与行星无关的量B、k是一个与恒星无关的量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2、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1/3,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3、关于行星绕太阳的运动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、离太阳越近的行星运动周期越长D、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4、太阳系的几个行星，与太阳之间的平均距离越大，那么它绕太阳一周所用的时间：2（）A、越长B、越短C、相等D、无法判断5、设行星绕恒星运动轨道...
