7.1 行星的运动（解析版）-2021-2022学年高一物理同步考点专题训练（人教版2019）

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7.1　行星的运动

【学习目标】

1．了解人类认识天体运动的历史过程。

2．理解开普勒三定律的内容及其简单应用，掌握在高中阶段处理行星运动的基本方法。

【学习重难点】

理解和掌握开普勒行星运动规律，认识行星的运动对开普勒行星运动定律的理解和应用

一、

1．地心说和日心说

（1）地心说：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳月亮以及其他行星都绕地球运动。

（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。

2．局限性

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，而与丹麦天文学家

第谷的观测数据不符。

3.开普勒行星运动定律

定律内容公式或图示

开普

勒第

一定

律

所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的

一个焦点上

说明了不同行星绕太阳运行时的椭圆轨道是不同的。

开普

勒第

二定

律

对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫

过的面积相等

说明了行星在近日点的速率大于在远日点的速率。

开普

勒第

三定

律

所有行星的轨道的半长轴 a的三次方跟它的公转周期 T

的二次方的比值都相等

（1）表达式＝k，其中 a是椭圆轨道的半长轴，T为公转

周期，k是与太阳质量有关而与行星无关的常量。

(2)行星的椭圆轨道都很接近圆。在近似的计算中，可以

认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。若用 r代表轨

道半径，T代表周期，开普勒第三定律可以写成＝k。

(3)开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，此时 k

是由行星的质量决定的。

公式：＝k，k是一个与行星无关的常量

二、

行星的轨道与圆十分接近，中学阶段按圆轨道处理，运动规律可描述为：

1．应用开普勒第一定律：行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。

2．应用开普勒第二定律：对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小) 不变，即行星

做匀速圆周运动。

3．应用开普勒第三定律：所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，表达式为

。

（1）适用范围

天体的运动可近似看成匀速圆周运动，开普勒第三定律既适用于做匀速圆周运动的天体，也适用于做椭圆

运动的天体。

（2）用途

①知道了行星到太阳的距离，就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳运行的周期。反之，知道了

行星的周期，也可以计算或比较其到太阳的距离。

②知道了彗星的周期，就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度，反之，知道了彗星的半长轴

也可以求出彗星的周期。

3．k值：表达式＝k中的常数 k，只与中心天体的质量有关，如研究行星绕太阳运动时，常数 k只与太阳的

质量有关，研究卫星绕地球运动时，常数 k只与地球的质量有关。

1．判断下列说法的正误．

(1)地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动．(　×　)

(2)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离都相同．(　×　)

(3)同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小．(　√　)

(4)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长．(　√　)

(5)开普勒第三定律中的常数 k与行星无关，与太阳也无关．(　×　)

2.如图所示，椭圆为地球绕太阳运动的轨道，A、B两点分别为地球绕太阳运动的近日点(行星距离太阳最

近的点)和远日点(行星距离太阳最远的点)，地球经过这两点时的速率分别为 vA和vB；阴影部分为地球与太

阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用 SA和SB表示，则 vA________vB、SA________SB.(均选填“>”

“＝”或“<”)

答案　>　＝

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