专题6.1 行星的运动-2020届高中物理同步讲义 人教版(必修2)
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1、第六章 万有引力与航天第1节 行星的运动一、两种学说1地心说:地球是宇宙的中心,而且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。代表人物托勒密(古希腊)2日心说: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。代表人物哥白尼(波兰)二、开普勒行星运动定律1开普勒第一定律(轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是_,太阳处在_上。2开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的_内扫过相等的_。3开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的_跟它的_的比值都相等。公式:=k,k是一个与_无关的常量。三、开普勒行星运动定律的实际应用1行星绕太阳运动的轨道十分接近
2、_,太阳处在_。2对某一行星来说,它绕太阳转动的角速度(或线速度)大小_,即行星做_运动。3所有行星_的三次方跟它_的二次方比值都相等。椭圆 椭圆的一个焦点 时间 面积 半长轴的三次方 公转周期的二次方 行星圆 圆心 不变 匀速圆周 轨道半径 公转周期一、两种学说1两种学说的局限性地心说和日心说都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,但事实上并非如此。2哥白尼的学说存在两大缺点(1)把太阳当作宇宙的中心。实际上太阳仅是太阳系的中心天体,而不是宇宙的中心。(2)沿用了行星在圆轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念。实际上行星的轨道是椭圆,行星的运动也不是匀速的。【例题
3、1】在物理学发展史中,许多物理学家做出了卓越贡献。以下关于物理学家的科学贡献的叙述中,正确的是A牛顿建立了相对论B伽利略提出了“日心说”C哥白尼测定了万有引力常量D开普勒发现了行星运动三定律参考答案:D试题解析:爱因斯坦最先提出狭义相对论和广义相对论,A错误;在天体运动规律的探究过程中哥白尼最先提出了日心说,B错误;牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测定了万有引力常量,C错误;开普勒在前人研究数据的基础上发现了行星运动的三大定律,D正确。二、对开普勒行星运动定律的理解1开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的。2开普勒第二定律说明行星在近日点的速率大于在远日点的速率,从近日点向
4、远日点运动时速率变小,从远日点向近日点运动时速率变大。3开普勒第三定律的表达式为=k,它反映了行星的轨道半长轴跟公转周期之间的依存关系。椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越大;反之,其公转周期越小。【例题2】如图所示,“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动,它在经过A、B、C三点时A速率一样大B经过A点时速率最大C经过B点时速率最大D经过C点时的速率小于经过B点时的速率参考答案:B试题解析:由图可知,A点离地球最近,B点最远,根据开普勒第二定律知,到中心天体(地球)的距离越近速度越大,则经过A点时速率最大,经过B点时速率最小。1物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革
5、命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列对物理学史的说法中正确的是A开普勒通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律B伽利略指出物体的运动需要力来维持C牛顿测出了引力常量G的数值D伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动的实验验证了位移与时间的平方成正比2关于日心说被人们接受的原因是A太阳总是从东面升起,从西面落下B日心说符合宗教神学得观点C若以太阳为中心许多问题都可以解决,对行星的描述也变得简单D地球是围绕太阳运转的3人类对行星运动规律的认识有两种学说,下列说法正确的是A地心说的代表人物是“托勒密”B地心说的代表人物是“亚里士多德”C日心说的代表人物是“开普勒”D地心说和日心说都有其局限
6、性4(2019陕西省铜川市王益区高一下学期期末考试)关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是A所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上B对于任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积C行星在近日点的速率大于在远日点的速率D行星在近日点的速率小于在远日点的速率5关于开普勒行星运动的公式,以下理解正确的是Ak是一个与行星质量无关的量B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的半长轴为,周期为,则CT表示行星运动的自转周期DT表示行星运动的公转周期6(2019江苏省海安高级中学高一上学期第一次月考)关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是A离太阳
7、越近的行星运动周期越短B所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动C行星绕太阳运动时,太阳位于行星椭圆轨道的对称中心处D所有行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等7行星绕恒星运动的轨道如果是圆形,那么所有行星公转周期T的平方与轨道半径r的三次方的比值为常量,设=K,则常数K的大小A只与恒星的质量有关B与恒星的质量及行星的质量有关C只与行星的质量有关D与恒星的质量及行星的速度有关8(2019广东省汕头市金山中学高一下学期期中考试)已知某行星绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的8倍。则该行星绕太阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的A4倍B8倍C2倍D16倍9地球和木星绕太阳的运动可近似看成是
8、同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动,已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍,估算木星与地球距离最近的相邻两次时间间隔约为A1年B1.1年C1.5年D2年10(2018吉林省通榆县第一中学高三上学期期中考试)如图所示,A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星,A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k:1,则A、B两卫星的周期的比值为A Bk Ck2 Dk311某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,和是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比B点的大,则太阳位于AA点 BB点 C点 D点12某行星沿椭圆轨道运行,远日点与太阳的距离为a,近日点与太阳的距离为b,过远日点时行星的速率为va
9、,则过近日点时行星的速率为Avb=va Bvb=vaCvb=va Dvb=va13(2019湖南省五市十校高一下学期期末考试)某行星绕太阳沿椭圆轨道运行,如图所示,在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点,其中a为近日点,c为远日点,若行星运动周期为T,则该行星A从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间B从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间Ca到b的时间Dc到d的时间14(2019江苏省泰州中学高二上学期学业水平测试模拟)有两颗行星环绕某恒星运动,它们的运动周期比为27:1,则它们的轨道半径比为A3:1 B9:1 C27:1 D1:915太阳系八大行星的公转轨道可近似看作圆轨道
10、,“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为水星金星地球火星木星土星公转周期(年)0.2410.6151.01.8811.8629.5A1.2亿千米 B2.3亿千米C4.6亿千米 D6.9亿千米16(2018甘肃省庆阳市第六中学高一年级下学期期末考试)若金星和地球绕太阳公转的轨道半径之比为n2,将它们绕太阳的公转视为匀速圆周运动,则金星绕太阳公转的周期为A24n天 B365n天 C24n3天 D365n3天17太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。下列能反映
11、周期与轨道半径关系的图象中正确的是18(2018云南省玉溪市峨山一中高一下学期4月份月考)下列说法正确的是A“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪B提出“日心说”人是托勒密C开普勒通过天文观测,发现了行星运动的三定律D托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心,其他星体围绕太阳旋转19关于行星的运动,以下说法正确的是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水星的轨道半长轴最短,公转周期最大D海王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长20(2019福建省师大附中高一下学期期末考试)开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规
12、律,后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是A所有行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上B对任何一颗行星来说,离太阳越近,运行速率就越大C行星公转周期与行星的质量有关D所有行星的轨道的半长轴与公转周期成正比21关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同C沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合22(2019安徽省芜湖市高一下学期期末考试)火星和木星沿各自的轨道绕太阳运
13、行,根据开普勒行星运动定律可知A火星与木星公转周期相等B相同时间内,火星与太阳连线扫过的而积等于木星与太阳连线扫过的面积C太阳位于它们的椭圆轨道的某焦点上D火星和木星绕太阳运行角速度始终相等2316世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点目前看存在缺陷的是A宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C天空不转动,因为地球每天自西向东转一周,造成太阳每天东升西落的现象D与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比
14、日地间的距离大得多24木星和地球都绕太阳公转,木星的公转周期约12年,地球与太阳的距离为1天文单位,则木星与太阳的距离约为A2天文单位 B4天文单位C5.2天文单位 D12天文单位25(2019四川省成都石室中学高一下学期期末考试)为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的角速度之比约为A1:4B4:1C1:8D8:1262008年9月25日长征二号F运载火箭载着神舟七号飞船,载着中华民族冲击太空新高度的梦想,飞上太空。如图所示为我国宇航员翟志刚“漂浮”在飞船外层空间的照片,已知飞船在地球上空300700
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