《同步人教版高中物理必修二讲义》第章 行星的运动

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1．行星的运动
[学习目标]　1.[物理观念]了解地心说和日心说的内容．　2.[物理观念]理解
开普勒行星运动三定律的内容．(重点)　3.[科学思维]掌握行星运动定律的应用．
(重点、难点)　4.[科学态度与责任]了解人们对行星运动的认识过程漫长复杂，
真理来之不易．
一、地心说和日心说　开普勒定律
1．地心说
(1)内容：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)代表人物：托勒密．
2．日心说
(1)内容：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．
(2)代表人物：哥白尼．
3．开普勒定律
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
开普勒第
二定律
对任意一个行星来说，它与太阳的连
线在相等的时间内扫过相等的面积
开普勒第
三定律
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟
它的公转周期的二次方的比值都相等
公式：＝k，k是一个
与行星无关的常量
二、行星运动的近似处理
1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．
1
2．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．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．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动． (×)
(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动． (×)
(3)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的． (×)
(4)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动． (√)
(5)行星的轨道半径和公转周期成正比． (×)
(6)公式＝k中的 a可认为是行星的轨道半径． (√)
2．日心说的代表人物是(　　)
A．托勒密　　B．哥白尼　　C．布鲁诺 　　D．第谷
B　[日心说的代表人物是哥白尼，布鲁诺是宣传日心说的代表人物．]
3．下述说法中正确的有(　　)
A．一天 24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实
B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速
圆周运动
C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运
动周期最小
D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间
C　[地球以太阳为中心转动一周是公认的事实，一天 24 h，故 A错误；各
行星都分别在以太阳为焦点，做椭圆运动，故 B错误；由开普勒第三定律＝k，
可知：水星离太阳最近，则运动的周期最小，C正确；月球是地球的卫星，它
绕地球一周需一个月的时间，故 D错误．]
　对开普勒行星运动定律的理解
定律 认识角度 理解
开普勒第 对空间分布 各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳
是所有轨道的一个共同焦点
2
一定律 的认识 不同行星的轨道是不同的，可能相差很大
开普勒
第二定律
对速度大
小的认识
行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增
大，远离太阳时速度减小
近日点速度最大，远日点速度最小
开普勒
第三定律
对周期长
短的认识
椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期
越长
该定律不仅适用于行星，也适用于其他天
体
常数 k只与其中心天体有关
【例 1】　火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运
动定律可知(　　)
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的
面积
C　[太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A项错误；火星与木星轨道不
同，在运行时速度不可能始终相等，B项错误；“在相等的时间内，行星与太
阳连线扫过的面积相等”是对于同一颗行星而言的，不同的行星，则不具有可
比性，D项错误；根据开普勒第三定律，对同一中心天体来说，行星公转半长
轴的三次方与其周期的平方的比值为一定值，C项正确．]
开普勒行星运动定律的四点注意
(1)开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而得出的规律，它们都
是经验定律．
(2)开普勒行星运动定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明该定律也适
用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动．
(3)开普勒第二定律与第三定律的区别：前者揭示的是同一行星在距太阳不
同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律．
(4)绕同一中心天体运动的轨道分别为椭圆、圆的天体，k值相等，即＝＝k.
[跟进训练]
3
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