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2020年高中物理 第七章 萬有引力與宇宙航行 1 行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2

  • 資源ID:100048518       資源大?。?span id="kgy0egc" class="font-tahoma">2.57MB        全文頁數(shù):16頁
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2020年高中物理 第七章 萬有引力與宇宙航行 1 行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2

1行星的運(yùn)動(dòng)1了解地心說和日心說的主要內(nèi)容和代表人物。2知道人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程。3理解并應(yīng)用開普勒定律分析一些簡(jiǎn)單問題。1.兩種對(duì)立的學(xué)說(1)地心說地球是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的。太陽、月亮以及其他星體都繞地球運(yùn)動(dòng)。地心說的代表人物是古希臘天文學(xué)家托勒密。(2)日心說太陽是宇宙的中心,是靜止不動(dòng)的,所有行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。地球是繞太陽旋轉(zhuǎn)的行星;月球是繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。日心說的代表人物是哥白尼。(3)局限性都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣,認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng),但計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。2開普勒定律(1)開普勒第一定律:所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。(2)開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等。(3)開普勒第三定律:所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。其表達(dá)式為k,其中a是橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,T是行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,k是一個(gè)與行星無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)的常量。判一判(1)太陽是整個(gè)宇宙的中心,其他天體都繞太陽運(yùn)動(dòng)。()(2)太陽每天東升西落,這一現(xiàn)象說明太陽繞著地球運(yùn)動(dòng)。()提示:(1)×這是日心說的觀點(diǎn),具有歷史局限性。(2)×太陽每天東升西落,是由于地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周。想一想地心說和日心說是兩種截然不同的觀點(diǎn),現(xiàn)在看來這兩種觀點(diǎn)哪一種是正確的?提示:兩種觀點(diǎn)受人們認(rèn)識(shí)的限制,是人類發(fā)展到不同歷史時(shí)期的產(chǎn)物。兩種觀點(diǎn)都具有歷史局限性,現(xiàn)在看來都是不完全正確的。課堂任務(wù)開普勒定律仔細(xì)觀察下列圖片,認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”?;顒?dòng)1:行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道如圖甲中所示,行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是圓嗎?提示:不是,是橢圓?;顒?dòng)2:行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)如圖乙所示,三個(gè)扇形狀的陰影部分為行星與太陽的連線在相等時(shí)間掃過的面積,分析圖乙可得出什么結(jié)論?提示:從圖乙可以看出:(1)行星沿著橢圓軌道運(yùn)行,太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上;(2)三個(gè)扇形的面積相等,即行星與太陽的連線在相等時(shí)間掃過相等的面積?;顒?dòng)3:討論、交流、展示,得出結(jié)論。1開普勒定律的描述及意義2補(bǔ)充說明(1)行星的軌道都是橢圓,不同行星軌道半長(zhǎng)軸不同,即各行星的橢圓軌道不同,但太陽是所有橢圓軌道的共同焦點(diǎn)。(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),同一行星在軌道上離太陽越近時(shí),速度越大,在近日點(diǎn)速度最大,在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小,且離太陽越近,行星的速率越大。(3)公式k不只適用于太陽,還適合所有的行星繞著恒星運(yùn)動(dòng),也適合衛(wèi)星繞著行星運(yùn)動(dòng),其中的k是只與中心天體有關(guān),與環(huán)繞天體沒有關(guān)系。比如:月球和其他人造衛(wèi)星都繞地球的運(yùn)動(dòng),其中常數(shù)k只與地球有關(guān)。(4)公式k,對(duì)于同一中心天體來說,k的數(shù)值相同;對(duì)于不同的中心天體,k的數(shù)值不同。例1某行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽是位于()AF2 BA CF1 DB(1)太陽與行星的位置關(guān)系是什么?提示:行星繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道是橢圓,太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。(2)行星繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度大小變化嗎?提示:變化,在近日點(diǎn)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小。規(guī)范解答根據(jù)開普勒第二定律:行星和太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,得到行星在近日點(diǎn)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小。因?yàn)樾行窃贏點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的速率大,所以太陽位于離A點(diǎn)近的焦點(diǎn)F2上,A正確。完美答案A各行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道不同,但都是橢圓,且各行星的軌道都有一個(gè)共同的焦點(diǎn),太陽處在這個(gè)共同的焦點(diǎn)位置。各行星均在各自軌道的近日點(diǎn)時(shí)速度最大,遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)速度最小。(多選)關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn)B太陽系中的八大行星的軌道有的是圓形,并不都是橢圓C行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向D行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直答案AC解析太陽系中的八大行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,而太陽位于八大行星橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上,A正確,B錯(cuò)誤;行星的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向,C正確;行星從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽連線的夾角大于90°,行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),行星的運(yùn)動(dòng)方向和它與太陽連線的夾角小于90°,D錯(cuò)誤。例2飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng),其公轉(zhuǎn)周期為T。如圖所示,飛船要返回地面,可以在軌道上的某一點(diǎn)A處,將速率降低到適當(dāng)數(shù)值,從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的特殊橢圓軌道運(yùn)動(dòng),橢圓和地球表面在B點(diǎn)相切。如果地球半徑為R0,求飛船由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需的最短時(shí)間。(1)飛船在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)半長(zhǎng)軸怎么算?提示:飛船做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),半長(zhǎng)軸和半短軸長(zhǎng)度相同,長(zhǎng)度都等于半徑。(2)飛船在橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)半長(zhǎng)軸是什么?提示:飛船在橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),半長(zhǎng)軸應(yīng)是AB間距離的一半,而AB間距離為RR0,故半長(zhǎng)軸為。規(guī)范解答飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)(半長(zhǎng)軸和半短軸相等的特殊橢圓)時(shí),半長(zhǎng)軸為R,飛船橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為,設(shè)飛船沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期為T,由開普勒第三定律知:,因此飛船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需的最短時(shí)間為t 。完美答案 開普勒第三定律揭示的是不同行星運(yùn)動(dòng)快慢的規(guī)律,應(yīng)用時(shí)要注意以下兩個(gè)問題:(1)首先判斷兩個(gè)行星的中心天體是否相同,只有對(duì)同一個(gè)中心天體開普勒第三定律才成立。(2)明確題中給出的周期關(guān)系或半長(zhǎng)軸關(guān)系之后,再根據(jù)開普勒第三定律列式求解。地球繞太陽運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸為1.50×1011 m,周期為365天,月球繞地球運(yùn)行的軌道半長(zhǎng)軸為3.8×108 m,周期為27.3天。求:(1)對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星的值;(2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的值。答案(1)3.4×1018 m3/s2(2)9.9×1012 m3/s2解析(1)根據(jù)開普勒第三定律k,則對(duì)于繞太陽運(yùn)行的行星 m3/s23.4×1018 m3/s2。(2)對(duì)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星 m3/s29.9×1012 m3/s2。課堂任務(wù)行星運(yùn)動(dòng)的近似處理仔細(xì)觀察下列圖片,認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”。表一行星軌道的半長(zhǎng)軸和半短軸對(duì)比行星半長(zhǎng)軸(106 km)半短軸(106 km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8表二行星的平均軌道半徑、公轉(zhuǎn)周期和太陽系的k值活動(dòng)1:從表一中能得出什么結(jié)論?提示:行星軌道的半長(zhǎng)軸和半短軸的相對(duì)差別小,基本可以認(rèn)為相等?;顒?dòng)2:表二中的平均軌道半徑的意義是什么?提示:行星軌道的半長(zhǎng)軸和半短軸的相對(duì)差別較小,行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道與圓十分接近,所以這個(gè)平均軌道半徑可以代表開普勒第三定律里的半長(zhǎng)軸a。把行星的軌道當(dāng)做圓處理,k就變成k。活動(dòng)3:表二中行星的k值揭示的是什么規(guī)律?提示:在誤差范圍內(nèi),這些數(shù)據(jù)是相等的,也就是對(duì)于同一個(gè)中心天體,k值是相同的?;顒?dòng)4:討論、交流、展示,得出結(jié)論。實(shí)際上,行星的軌道與圓十分接近,在中學(xué)階段的研究中我們按圓軌道處理。這樣就可以說:1半長(zhǎng)軸就是半徑橢圓近似為圓,就不存在半長(zhǎng)軸、半短軸,軌道上各處到中心天體的距離都相等,半長(zhǎng)軸就是圓軌道的半徑。2開普勒定律就可以這樣表述(1)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,太陽處在圓心。(焦點(diǎn)變?yōu)閳A心)(2)對(duì)某一行星來說,它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度(或線速度)不變,即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(3)所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,即k。3行星的運(yùn)動(dòng)遵循勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律既然行星的運(yùn)動(dòng)當(dāng)做了圓周運(yùn)動(dòng)處理,則其就是勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以行星的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律,與一般物體的運(yùn)動(dòng)在應(yīng)用這兩個(gè)規(guī)律上沒有區(qū)別。比如向心力向心加速度的公式在行星運(yùn)動(dòng)中照樣適用。例3長(zhǎng)期以來“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119600 km,公轉(zhuǎn)周期T16.39天。2006年3月,天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r248000 km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A15天 B25天 C35天 D45天(1)卡戎星和冥王星的小衛(wèi)星的中心天體是一個(gè)嗎?提示:卡戎星和冥王星的小衛(wèi)星都圍繞著冥王星轉(zhuǎn),它們的中心天體都是冥王星。(2)涉及到軌道半徑與公轉(zhuǎn)周期的問題,如何解決?提示:可以考慮應(yīng)用開普勒第三定律k解決。規(guī)范解答根據(jù)開普勒第三定律得:,解得T2 天25天。完美答案B木星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為地球繞太陽運(yùn)動(dòng)周期的12倍,那么,木星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的多少倍?(可用根式表示)答案2解析設(shè)木星和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期分別為T1和T2,它們繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為R1和R2,根據(jù)開普勒第三定律得:,則2。所以木星繞太陽運(yùn)動(dòng)軌道的半徑是地球繞太陽運(yùn)動(dòng)軌道的半徑的2倍。A組:合格性水平訓(xùn)練1(地心說和日心說)(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(dòng)B太陽是靜止不動(dòng)的,地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)C地球是繞太陽運(yùn)動(dòng)的一顆行星D日心說和地心說都不完善答案CD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(dòng)的,不可能靜止,故B錯(cuò)誤,D正確。地球是繞太陽運(yùn)動(dòng)的普通行星,并非宇宙的中心天體,故A錯(cuò)誤,C正確。2(開普勒定律的理解)下列關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的說法中,正確的是()A所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運(yùn)動(dòng)B行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),太陽位于行星軌道的中心處C離太陽越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng)D所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等答案D解析由開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知所有行星軌道都是橢圓,太陽位于橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上,由于不同行星軌道半長(zhǎng)軸不同,故各行星的橢圓軌道不同,A、B錯(cuò)誤;行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期T和半長(zhǎng)軸a滿足k(常量),軌道半長(zhǎng)軸越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng),并且對(duì)于同一中心天體,k不變,故C錯(cuò)誤,D正確。3.(開普勒第二定律的應(yīng)用)如圖是行星m繞恒星M運(yùn)行的示意圖,下列說法正確的是()A速率最大點(diǎn)是B點(diǎn)B速率最小點(diǎn)是C點(diǎn)Cm從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)Dm從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)答案C解析由開普勒第二定律知,行星與恒星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,A點(diǎn)為近地點(diǎn),速率最大,B點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn),速率最小,A、B錯(cuò)誤;m由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,離恒星M的距離越來越遠(yuǎn),所以m的速率越來越小,做減速運(yùn)動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤。4(開普勒第三定律的理解)太陽系有八大行星,八大行星離地球的遠(yuǎn)近不同,繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的周期也不相同。下列反映公轉(zhuǎn)周期與行星軌道半長(zhǎng)軸的關(guān)系圖像中正確的是()答案D解析由開普勒第三定律k知a3kT2,D正確。5(開普勒第三定律的理解)關(guān)于開普勒第三定律k,下列說法正確的是()A公式只適用于繞太陽做橢圓軌道運(yùn)行的行星Ba代表行星的球體半徑CT代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D圍繞不同中心天體運(yùn)行的行星(或衛(wèi)星),其k值不同答案D解析開普勒第三定律k,適用于所有天體,即適用于行星圍繞恒星和衛(wèi)星圍繞行星的運(yùn)轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;a代表行星橢圓運(yùn)動(dòng)軌道的半長(zhǎng)軸,B錯(cuò)誤;T代表行星或衛(wèi)星繞中心天體運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期,C錯(cuò)誤;k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量,只與中心天體有關(guān),同一中心天體k值相同,不同的中心天體,k值不同,D正確。6.(開普勒定律的應(yīng)用)如圖所示,火星和地球都在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn),其運(yùn)行軌道是橢圓。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知()A火星繞太陽運(yùn)行過程中,速率不變B地球靠近太陽的過程中,運(yùn)行速率減小C火星遠(yuǎn)離太陽過程中,它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積逐漸增大D火星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)答案D解析根據(jù)開普勒第二定律:對(duì)每一個(gè)行星而言,太陽、行星的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,可知行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的速度大小不斷變化,地球靠近太陽過程中運(yùn)行速率將增大,A、B、C錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第三定律,可知所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,由于火星的半長(zhǎng)軸比較大,所以火星繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng),D正確。7(開普勒第三定律的應(yīng)用)開普勒的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于其他天體或人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的,則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是()A14天 B48天C816天 D1620天答案B解析由開普勒第三定律k,得,所以T星 T月×27天5.2天,B正確。8(開普勒第三定律的應(yīng)用)月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍,運(yùn)行周期約為27天。應(yīng)用開普勒定律計(jì)算:在赤道平面內(nèi)離地多高時(shí),人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng),就像停留在天空中不動(dòng)一樣?(結(jié)果保留三位有效數(shù)字,取R地6400 km)答案3.63×104 km解析月球和人造地球衛(wèi)星都環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng),故可用開普勒第三定律求解。當(dāng)人造地球衛(wèi)星相對(duì)地球不動(dòng)時(shí),人造地球衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。設(shè)人造地球衛(wèi)星軌道半徑為R。根據(jù)題意知月球軌道半徑為60R地,公轉(zhuǎn)周期為T027天,人造地球衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期為T1天,則有:整理得R×60R地×60R地6.67R地,衛(wèi)星離地高度HRR地5.67R地5.67×6400 km3.63×104 km。B組:等級(jí)性水平訓(xùn)練9. (開普勒定律的應(yīng)用)如圖所示,B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星,橢圓的半長(zhǎng)軸為a,運(yùn)行周期為TB;C為繞地球沿圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,圓周的半徑為r,運(yùn)行周期為TC。下列說法或關(guān)系式中正確的是()A地球位于B衛(wèi)星軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上,位于C衛(wèi)星軌道的圓心上B衛(wèi)星B和衛(wèi)星C運(yùn)動(dòng)的速度大小均不變C.,該比值的大小與地球有關(guān)D.,該比值的大小不僅與地球有關(guān),還與太陽有關(guān)答案A解析由開普勒第一定律可知,A正確;由開普勒第二定律可知,B衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)速度大小在不斷變化,C衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;由開普勒第三定律可知,k,比值的大小僅與地球有關(guān),C、D錯(cuò)誤。10.(開普勒第三定律的應(yīng)用)1980年10月14日,中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星,2001年12月21日,經(jīng)國(guó)際小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn),將這顆小行星命名為“錢學(xué)森星”,以表彰這位“兩彈一星”的功臣對(duì)我國(guó)科技事業(yè)做出的卓越貢獻(xiàn)。若將地球和“錢學(xué)森星”繞太陽的運(yùn)動(dòng)都看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)行軌道如圖所示。已知“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間約為3.4年,設(shè)地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑為R,則“錢學(xué)森星”繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為()A.R B.RC.R D.R答案C解析根據(jù)開普勒第三定律,有,解得:R錢RR,故C正確。11.(開普勒第三定律的應(yīng)用)如圖所示,2006年8月24日晚,國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)投票,通過了新的行星定義,冥王星被排除在行星行列之外,太陽系行星數(shù)量由九顆減為八顆。若將八大行星繞太陽運(yùn)行的軌跡粗略地認(rèn)為是圓,各行星星球半徑和軌道半徑如表所示。行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半徑(×106 m)2.446.056.383.4071.560.325.624.8軌道半徑(×1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.0從表中所列數(shù)據(jù)可以估算出海王星的公轉(zhuǎn)周期最接近()A80年 B120年 C165年 D200年答案C解析設(shè)海王星繞太陽運(yùn)行的軌道半徑為r1,周期為T1,地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑為r2,周期為T2(T21年),由開普勒第三定律有,故T1·T2164年,故C正確。12.(開普勒第二定律的應(yīng)用)如圖所示,某行星沿橢圓軌道運(yùn)行,遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為a,近日點(diǎn)離太陽的距離為b,過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va,則過近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為()Avbva Bvb vaCvbva Dvb va答案C解析若行星從軌道的A點(diǎn)經(jīng)足夠短的時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),則與太陽的連線掃過的面積可看做扇形,其面積SA;若行星從軌道的B點(diǎn)也經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則與太陽的連線掃過的面積SB;根據(jù)開普勒第二定律,得,即vbva,故C正確。13(開普勒第三定律的應(yīng)用)天文學(xué)家觀察哈雷彗星的周期為75年,離太陽最近的距離為8.9×1010 m,試根據(jù)開普勒第三定律計(jì)算哈雷彗星離太陽最遠(yuǎn)的距離。太陽系的開普勒常量k可取3.354×1018 m3/s2。答案5.231×1012 m解析彗星離太陽的最近距離和最遠(yuǎn)距離之和等于軌道半長(zhǎng)軸的2倍,因此,只要求出軌道半長(zhǎng)軸即可。由開普勒第三定律知k,則:a m2.66×1012 m。彗星離太陽最遠(yuǎn)的距離為:dmax2admin(2×2.66×10128.9×1010) m5.231×1012 m。- 16 -

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本文(2020年高中物理 第七章 萬有引力與宇宙航行 1 行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2)為本站會(huì)員(Sc****h)主動(dòng)上傳,裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。 若此文所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請(qǐng)立即通知裝配圖網(wǎng)(點(diǎn)擊聯(lián)系客服),我們立即給予刪除!

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