2019-2020年高中物理 《6.1 行星的運動》同步測試（1） 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 6.1 行星的運動同步測試（1） 新人教版必修2要點導學 1開普勒第一定律又稱軌道定律，它指出：所有行星繞太陽運動的軌道是橢圓，太陽位于橢圓軌道的一個焦點上。遠日點是指_，近日點是指_。不同行星的橢圓軌道是不同的，太陽處在這些橢圓的一個公共焦點上。 2開普勒第二定律又稱面積定律。對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積。所以行星在離太陽比較近時，運動速度_。行星在離太陽較遠時，運動速度_。 3開普勒第三定律又稱周期定律，內容是：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。該定律的數(shù)學表達式是：_。 4對于多數(shù)大行星來說，它們的運動軌道很接近圓，因此在中學階段，可以把開普勒定律簡化，認為行星繞太陽做勻速圓周運動。行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。這樣做使處理問題的方法大為簡化，而得到的結果與行星的實際運動情況相差并不大。5.開普勒行星運動定律，不僅適用于行星，也適用于其它衛(wèi)星的運動。研究行星運動時，開普勒第三定律中的常量k與_有關，研究月球、人造地球衛(wèi)星運動時，k與_有關。6.地心說是指_，日心說是指_。以現(xiàn)在的目光來看地心說與日心說不過是參考系的改變，但這是一次真正的科學革命，日心說的產生不僅僅是人們追求描繪自然的簡潔美，更是使得人們的世界觀發(fā)生了重大的變革，意大利科學家布魯諾曾為此付出生命的代價！兩種觀點的斗爭反映了科學與反科學意識形態(tài)及宗教神學的角逐。也能反映科學發(fā)展與社會文化發(fā)展的相互關系。 范例精析例1：地球繞太陽的運行軌道是橢圓，因而地球與太陽之間的距離隨季節(jié)變化。冬至這天地球離太陽最近，夏至最遠。下列關于地球在這兩天繞太陽公轉速度大小的說法中，正確的是 （ ） A地球公轉速度是不變的B冬至這天地球公轉速度大C夏至這天地球公轉速度大D無法確定 拓展：本題要比較行星在軌道不同位置時運動的快慢，可以比較相同時間內行星在不同位置時運動的路線長度，而開普勒第二定律則告訴了我們，相同時間內行星與太陽的連線掃過的面積相等，根據(jù)幾何關系，可以找到行星與太陽的連線掃過的面積和行星運動路線長度的關系，從而解決問題。 例2根據(jù)美聯(lián)社xx年10月7日報道，天文學家在太陽系的9大行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測得它繞太陽公轉周期約為288年。若把它和地球繞太陽公轉的軌道看作圓，問它與太陽的距離是地球與太陽距離的多少倍？（最后結果可用根式表示） 解析：本題要求行星到太陽的距離，由于可以把該行星和地球的軌道看作圓，則行星和地球到太陽的距離就是它們的軌道半徑。題中給出了行星運動的周期，可以根據(jù)開普勒第三定律直接求解。根據(jù)開普勒第三定律有： a地3/T地2= a行3/T行2得：拓展：開普勒第三定律，揭示了行星運動軌道與運動周期之間的聯(lián)系。當將行星運動軌道看成圓時，公式中的半長軸就是行星運動的軌道半徑。開普勒定律不僅適用于行星，也適用于圍繞同一行星運動的各個衛(wèi)星。一般行星或衛(wèi)星（人造衛(wèi)星），涉及到軌道和周期的問題，不管是橢圓軌道還是圓軌道，在中學物理中通常運用開普勒分析、求解。 例3飛船沿半徑為R的圓軌道運動，其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道上的某一點A處減速，將速度降低到適當?shù)臄?shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動，橢圓與地面的B點相切，實現(xiàn)著陸，如圖所示。如果地球半徑為R0，求飛船由A點運動到B點的時間。 解析：飛船先后在兩個軌道上運動，一次作半徑為R的圓周運動，一次是橢圓軌道運動。飛船繞地球的圓軌道又可以看作兩個焦點重合在地心的橢圓軌道。從A點運動到B點的時間就是飛船在橢圓軌道上運動周期的二分之一，可以利用開普勒第三定律求出飛船在橢圓軌道運動的周期，進而求出飛船從A點到B點的運動時間。設飛船的橢圓軌道的半長軸為R1，運動周期為T1，根據(jù)開普勒第三定律有： 根據(jù)幾何關系， 解得： 所以飛船從A點到B點所需要的時間為 拓展：運用開普勒第三定律計算天體的運動時間，一般都要尋找運動時間與天體做橢圓運動周期的聯(lián)系，天體運動的軌道半長軸（或軌道半徑）則可以通過幾何關系與已知長度聯(lián)系起來。再用開普勒第三定律建立天體運動的軌道半長軸（或軌道半徑）與天體運動周期聯(lián)系，求得所需要的結果。 能力訓練1關于太陽系中行星運動的軌道，以下說法正確的是（ BC ） A所有行星繞太陽運動的軌道都是圓B所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓C不同行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸是不同的D不同行星繞太陽運動的橢圓軌道是相同的 2把太陽系各行星的運動近似看作勻速圓周運動，比較各行星周期，則離太陽越遠的行星（ B） A周期越小 B周期越大 C周期都一樣 D無法確定3一年四季,季節(jié)更替.地球的公轉帶來了二十四節(jié)氣的變化.一年里從立秋到立冬的時間里,地球繞太陽運轉的速度_,在立春到立夏的時間里,地球公轉的速度_. (填“變大”、“變小”或“不變”)變大,變小4有一顆叫谷神的小行星，它離太陽的距離是地球離太陽的2.77倍,那么它繞太陽一周的時間是_年。4.65一顆近地人造地球衛(wèi)星繞地球運行的周期為84分鐘，假如月球繞地球運行的周期為30天，則月球運行的軌道半徑是地球半徑的_倍。646天文觀測發(fā)現(xiàn)某小行星繞太陽的周期是27地球年，它離太陽的最小距離是地球軌道半徑的2倍，求該小行星離太陽的最大距離是地球軌道半徑的幾倍？16倍7天文學者觀測到哈雷慧星的周期是75年，離太陽最近的距離是8.91010m，但它離太陽最遠的距離不能測得。試根據(jù)開普勒定律計算這個最遠距離。（太陽系的開普勒常量k=3.3541018m3/s2）5.21012m8月球的質量約為7351022kg繞地球運行的軌道半徑是384105km，運行周期是27.3天，則月球受到地球所施的向心力的大小是多少？ 4.710269宇宙飛船進入一個圍繞太陽運行的近似圓形軌道，如果軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，那么宇宙飛船繞太陽運動的周期是多少年？27年10一個近地（軌道半徑可以認為等于地球半徑）衛(wèi)星，繞地球運動的周期為84分鐘，而地球同步通信衛(wèi)星則位于地球赤道上方高空，它繞地球運行的周期等于地球自轉的周期，試估算地球同步通信衛(wèi)星的高度。5.6R