人教版必修二 万有引力和航天专题 开普勒三定律（学案含答案）.docx

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1、中学物理开普勒三定律一、考点突破学问点考纲要求分值开普勒三定律知道开普勒行星运动定仲以及开普期行星运动定律的科学价值，了斛开詈勒第三定律中Jt值的大小只与中心天体有关.选择题计尊题410分、重难点点：理解和驾驭开普期行星运动定律，感悟科学精神、科学方法.魔点，利用开件初三大定律解决相关同座。1.两种学说（1）地心说：地球是乎甫的中心,是静止不动的太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.（2I心说：太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，（3）局限性：都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必定是最完善、最和谐的匀速回周运动,这与丹麦天文学家第谷的观测数据不符.2.开普勒定律（1

2、）开普勘笫肯定律（轨道定律）：全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在橘圆的一个焦点上.（2）开普勒其次定律（面积定律）：对随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面积，（3）开普初第三定律（周期定律）：全部行星的树圆轨道的步长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比假都相等，即*=3#是一个时全部行星而吉郡相同的雷量，3.行星运动的近似处理（1）行星绕太阳运动的轨道非,常接近圆，太阳处在圆心。（2）对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的线速度（或角速度）大小不变,即行星做匀速网周运动.（3）全部行星轨道半径的一:次方跟它的公转Wi期的二次方的比值都相等，例题1关于行星运动，下列说法

3、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.地球是围境太阳运动的一颗行星C.宇宙每时每刻那是运动的，济止是相对的D.不论是H心说还是他心说，在探讨行星运动时都是有局限性的思路分析，宇宙是一个无限的空间，太阳系只是其中很小的一个星系，日心说的核心是认为太阳是各行星运动的中心.答氟CD例f1.!2下列说法中正确的是（）A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨遒焦点B.太阳系中的八大行星的轨道并不都是椭网C.行星的运动方向总地沿籽轨道的切线方向D,行星的运动方向总是与它和太阳的连线乖I1.思踣分析，太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是触网.而太阳位于八大行星

4、帏网轨道的一个共同焦点上,选项A正确，B错误：行星的运动是曲筏运动，运动方向总是沿着轨道的切设方向，选项C正确。行星从近口点向远I点运动时，行星的运动方向和它与太阳连战的夹角大于9（B行星从近日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的央知小于90。.选项D错误.答案：AC例题3关于开普勒行星运动的公式*=3以下理解正确的是（A.&是一个与行星无关的StB.若地球绕太阳运转轨道的半匕轴为Rm,冏期为Ta:月球绕地球运转轨道的华长轴为Rn,周期为Tn,则Cr表示行星焰动的自转周期D.T表示行星运动的公转周期JBifr分析，=A是指困绕太阳运动的行星或者指困统某一行星运动的卫星的周期与7,半

5、径的关系，丁是公转周期,人是一个与环绕星体无关的量,只与被环绕的中心天体有关.中心天体不同,其怕不同，只有围境同一天体运动的行星或R星，它们半长轴的7欠方与公R3R转周期的：次方之比才是同一常数，故一鼻工一，%Tti-答案：AD例4如图所示，飞婚沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为7,地球半径为的，若飞船要返回地面，何在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿荐以地心为侬点的帏网轨道运行，椭冏与地球表面在B点相切,求飞船由A点到B点所须要的时间.思路分析，当飞船做半径为K的阳周运动时,由开普勒第三定律*二A知.当飞船返回地面时，从八处降速后沿椭圆轨道运动至B,设飞船沿桶囤轨道运动的烦期

6、为7,椭网的半长轴为,则真可解得r-由于=丝旦，由A运动到月的时间为J=M22可知TI号厂中.厝3中圈如图所示，放射同步通讯卫星般都要采纳变轨道放射的方法：点火，卫星进入停岸轨道（KI形轨道）：当卫星穿过位于赤道平面上的A点时，点火，卫星迸入转移轨遒（椭圆轨道：当卫星到达远地点8时.点火.进入静止轨道（同步轨道）.已知停岸轨道的轨道半径为小、周期为7b,同步轨道的轨道半径为“、周期为一,则（）A.卫星在同步轨道上运行的线速度比在回形轨道上时大B.卫星在描圆轨道上运行的周期为写工C.卫星在椭圆轨道上运行从八到B时间为，、口福豆D.P.星在椭网轨道上运行经过A点的速度等于在停岸轨道运行羟过A点的速

7、度思路分析：P星在两个圆轨道上，轨道半径nm,由万有引力公式可得：写巴=Wy,y=、1.空，卫星的轨道半径越大，其运行的找速度越小，选项A错误：依据开普初第三定律，全部地球的卫星,无论轨道是圆，还砧相啖.它们半长轴的三次方和运动网期的平方之比是定值.设R星在椭圆轨道上运行的刷期为7；椭圆轨道的半长轴为。，=二，由开普勒笫三定律得：3=S=7JxJ（选项B错误；卫星在椭圆轨道上运行从A到B的时间为y,即7；1（宇,选项C正确：T.星在停岸轨道上运行羟过A点时.点火.速度变大,做寓心运动.进入橘网轨道,故卫星在椭圆轨道上运行经过A点的速度大于在停岸凯道上运行羟过A点的速度.选项D错误.答案，C【方

8、法提燥】（1）开普勒其次定律不仅适用于以太阳为中心天体的运动,而且也适用于以地球或其他星体为中心天体的运动.（2）由开普勒其次定律可知；行星从近口点向远n点运动，其速率减小，而由远门点向近日点运动，其速率增大。（3）在很短的一段时间内,可以认为行星在近日点和远H点都做网周运动,依据强长公式I=RfJ和成形面积公式S=-IR1.S=-R2O.22洪分训球；1970年4月2411,我国自行i殳计、制造的第颗人造抱球卫星“东方红号“放射胜利，开创了我国航天事业的新纪元。如图所示,“东方红一号”的运行轨道为椭B1.轨道.其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km.则（）A.P.星在M点的线速度等于N点的税速度B.卫星在M点的战速度小于N点的设速度C.卫星在M点的我速度大于N点的线速度D.卫星在M点的用速度大于N点的角速度思路分析：由于卫星与地域的连线在相等的时间内行过的面积相等，所以相等的时间内通过的曲戏长度不同，战速度和角速度都不相【司。由开普初其次定律可知，卫星与地理的连线在相等的时间内扫过相等的面枳,连线r越短，单位时间内通过的如长越长，坡速度V越大,C正确；又因为-.可知D正确.r答案：CD