天體運動的探索歷程開普勒三大定律萬有引力定律考點一天體運動的探索歷程.地心說(1)地球是宇宙的中心，是靜止不動的；(2)太陽、月球以及其他星體都繞地球運動；(3)地心說的代表人物是古希臘科學家托勒密..日心說(1)太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動；(2)日心說的代表人物是哥白尼..局限性(1)古人都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的勻速圓周運動.(2)開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，發現如果假設行星的運動是勻速圓周運動，計算所得的數據與觀測數據不符.1.許多科學家在物理學發展過程中做出了重要貢獻，下列表述正確的是( )A.托勒密提出日心說，認為太陽是宇宙的中心，所有的行星繞太陽做圓周運動B.第谷通過對天體運動的長期研究，發現了行星運動三定律C.開普勒通過分析第谷的天文觀測數據，發現了萬有引力定律D.牛頓通過月地檢驗，證明了地面物體所受地球的引力和天體間引力遵循相同的規律【答案】D【解析】A.托勒密提出了"地心說”，認為地球是宇宙的中心，所有行星都是繞地球做圓周運動，故A錯誤；B.開普勒過對天體運動的長期研究，發現了行星運動三定律，故B錯誤：C.牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪許通過實驗測出了萬有引力常量，故C錯誤：D.牛頓通過月地檢驗，證明了地面物體所受地球的引力和天體間引力遵循相同的規律，故D正確。2.物理學的發展充滿了傳奇色彩，期間涌現了一大批優秀的物理學家，以下說法符合史實的是( )A.牛頓首次給出了物理學正確的研究方法(發現問題一提出假說一邏輯推理一實驗驗證一得出結論)，他的工作標志著物理學的真正開端B.第谷接受了哥白尼的日心說觀點，并根據開普勒對行星運動觀察記錄的數據，應用嚴密的數學運算，得出了開普勒行星運動定律C.牛頓通過比較月球公轉的向心加速度和地球赤道上物體隨地球自轉的向心加速度，對萬有引力定律進行了"月一地檢驗”D.卡文迪什在實驗室里通過對幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量的數值。引力常量的普適性成了萬有引力定律正確性的有力證據【答案】D【解析】A.伽利略首次給出了物理學正確的研究方法（發現問題一提出假說一邏輯推理一實驗驗證一得出結論），他的工作標志著物理學的真正開端，A錯誤；B.開普勒接受了哥白尼的日心說觀點，并根據第谷對行星運動觀察記錄的數據，應用嚴密的數學運算，得出了開普勒行星運動定律，B錯誤；C.牛頓通過比較月球公轉的向心加速度和地球表面的重力加速度，對萬有引力定律進行了"月一地檢驗”,C錯誤；D.卡文迪什在實驗室里通過對幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量的數值。引力常量的普適性成了萬有引力定律正確性的有力證據，D正確。3.下列說法不得合物理學史的是（ ）A.牛頓對萬有引力常量G進行了準確的測定B.卡文迪許通過實驗測出了萬有引力常量G的數值C.牛頓通過月地檢驗，證明了地面物體所受地球的引力和天體間引力遵循相同的規律D.開普勒認真整理和研究第谷留下的觀測記錄最終確定行星繞太陽運動的軌跡是橢圓【答案】A【解析】ABC.牛頓通過月地檢驗，證明了地面物體所受地球的引力和天體間引力遵循相同的規律，并提出了萬有引力定律，卡文迪許利用扭稱實驗測出了引力常量，故A說法錯誤，符合題意，BC說法正確，不符合題?。篋.開普勒認真整理和研究第谷留下的觀測記錄最終確定行星繞太陽運動的軌跡是橢圓，并提出了開普勒三定律，故D說法正確，不符合題意。考點二 開普勒三大定律定律內容圖示或公式開普勒第一定律（軌道定律）所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上地步—開普勒第二定律（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O開普勒第三定律（周期定律）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苧=4,A是一個與行星無關的常量1.開普勒三大定律.行星的軌道與圓十分接近，在中學階段的研究中可按圓軌道處理。這樣：.開普勒行星運動定律也適用于其他天體系統，例如月球、衛星繞地球的運動。.環繞體繞中心天體做勻速圓周運動，有誓=如亨■）,化簡得］=母明可見環繞體繞不同的中3 3心天體做勻速圓周運動時］與中心天體的質量成正比，當環繞體做橢圓運動時，也與中心天體的質量成正比，此時r對應橢圓的半長軸。4.（2023?全國?高三專題練習）在人類對行星運動規律的認識過程，開普勒作出了劃時代的貢獻。對開普勒行星運動定律的理解，下列說法中正確的是（ ）A.此定律不僅適用于行星繞太陽運動，也適用于宇宙中其他衛星繞行星的運動B.牛頓發現萬有引力定律后，開普勒整理牛頓的觀測數據，發現了行星運動規律C.行星繞太陽做橢圓軌道運動時，線速度方向時刻在變，但大小始終不變D.由開普勒第三定律W= 月亮繞地球運動的A值與人造衛星繞地球運動的★不同T2【答案】A【解析】A.開普勒行星運動定律不僅適用于行星繞太陽運動，還適用于宇宙中其他衛星繞行星的運動，A正確；B.在開普勒發現了行星的運行規律后，牛頓才發現萬有引力定律，開普勒整理第谷的觀測數據后，發現了行星運動的規律，B錯誤；C.由開普勒第二定律可知，日星連線相同時間內掃過面積相等，行星繞太陽在橢圓軌道上運動時，線速度大小在變化，越靠近太陽，線速度越大，反之，則越小，C錯誤；D.公式中的值由中心天體決定，只要是中心天體一樣，々值一樣，而月亮和人造衛星都是繞地球運動，則々值相同，D錯誤。故選A。5.開普勒定律指出，行星繞太陽運行的軌道都是橢圓。太陽與這些橢圓的關系是（ ）A.太陽處在所有橢圓的中心上B.在相等時間內，太陽與每一顆行星的連線掃過相等的的面積C.所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，且該比值與太陽無關D.所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，且該比值與行星無關【答案】D【解析】A.根據開普勒第一定律，所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上，不是橢圓的中心，A錯誤；B.根據開普勒第二定律，行星和太陽的連線在相等的時間間隔內掃過相等的面積，此定律針對的是同一橢圓軌道，B錯誤；C.根據開普勒第三定律，所有行星軌道半長軸的三次方與公轉周期二次方的比值都相等，若將橢圓近似看為圓，則G粵=m華R2T2解畔=黑可知，比值由中心天體太陽決定，與環繞天體行星無關，C錯誤，D正確。故選D?6.（2022?山東煙臺?高一期末）關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是（ ）A.所有行星繞太陽運動的軌道都是圓B.行星軌道的半長軸越長，其公轉周期越大C.行星繞太陽運動時，離太陽越遠運行速度越大D.火星繞太陽運行時，它與太陽的連線在任意相等的時間內所掃過的面積不相等【答案】B【解析】A.根據開普勒第一定律可知所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓。故A錯誤；B.根據三=kT2易知行星軌道的半長軸越長，其公轉周期越大。故B正確；CD.根據開普勒第二定律可知火星繞太陽運行時，它與太陽的連線在任意相等的時間內所掃過的面積相等,離太陽越遠運行速度越小。故CD錯誤。.關于開普勒行星運動的公式q=k,以下理解正確的是（ ）T2A.所有行星的軌道都是圓，"是圓的半徑.若地球繞太陽運轉軌道的半長軸為R地，周期為7地；月球繞地球運轉軌道的長半軸為R月，周期為7月,C.4與/?3成正比、與片成反比D.4只與中心天體有關【答案】D【解析】A.所有行星的軌道都是橢圓，??是橢圓的半長軸，故A錯誤；r3正B.地球和月球不是繞同一個中心天體運動，所以與一。亮'地'月故B錯誤；CD.開普勒行星運動第三定律中，才是一個對所有行星都相同的常量，它是由中心天體即太陽決定的，與行星無關，故C錯誤，D正確。8.（2022?吉林通化?高一期末）月球運行軌道為如圖所示的繞地球E運動的橢圓軌道，地球E位于橢圓的一個焦點上。軌道上標記了月球經過相等時間間隔（△[=《，，為軌道周期）的位置。只考慮月球與地球間的相互作用，則下列說法正確的是（ ）B.月球在軌道4點的速度小于6點的速度f=Ca,其中C為常數，a為橢圓半長軸f=Cb,,其中6*為常數，6為橢圓半短軸【答案】C【解析】AB.由開普勒第二定律知，月球經過相等時間間隔與地球連線所掃過的面積相等，則S尸￡，且可得，從近地點到遠地點的過程中線速度逐漸減小，所以月球在軌道4點的速度大于6點的速度，故AB錯誤；CD.由開普勒第三定律知，月球繞地球運動的軌道半長軸的三次方與公轉周期的平方成正比，故C正確，D錯誤。故選Co9.（多選）我國古代為區分季節有節氣之說，二十四節氣準確的反映了自然節律變化，在人們日常生活中發揮了極為重要的作用。它不僅是指導農耕生產的時節體系，更是包含有豐富民俗事象的民俗系統。二十四節氣蘊含著悠久的文化內涵和歷史積淀，是中華民族悠久歷史文化的重要組成部分。如圖所示，為地球沿橢圓形軌道繞太陽運動所處的四個位置，分別對應我國的四個節氣。以下說法正確的是（ ）春分3月21日夏至:' ：、\冬至6月22日?！?一!-一。-Q12月20日秋分9月23日A.地球做勻速橢圓軌道運動B.太陽在橢圓的一個焦點上C.冬至時地球公轉速度最大D.秋分時地球公轉速度最小【答案】BC【解析】A.地球在橢圓軌道上運動，根據開普勒第二定律可知，不可能做勻速橢圓運動，故A錯誤：B.根據開普勒第一定律可知，太陽在橢圓的一個焦點上，故B正確；CD.冬至時，地球在近日點，根據開普勒第二定律可知，公轉速度最大，夏至時，地球在遠日點，公轉速度最小，故C正確，D錯誤。故選BCo10.太陽系八大行星繞太陽運行的軌道可粗略地視為圓，表格是各行星的軌道半徑，從表中所列數據可以估算出海王星的公轉周期最接近（ ）行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑/X0.5791.081.502.287.7814.328.745.0

考點三萬有引力定律.內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量小和血的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。.表達式：產=隼，G為引力常量，其值為6=6.67*10-"^^1112/1</。.適用條件（1）公式適用于質點間的相互作用。當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時，物體可視為質點°（2）質量分布均勻的球體可視為質點，r是兩球球心間的距離。12.兩個質量均勻的球形物體，兩球心相距r時它們之間的萬有引力為尸，若將兩球的半徑都加倍，兩球心的距離也加倍，它們之間的作用力為（）A.2尸B.4FC.8FD.16F【答案】D【解析】4 GM*由‘仁三兀〃。可知，兩球半徑加倍后，其質量〃=8.1/,又/=2r,由萬有引力定律少=——,尸=3 r可得尸=166選項D正確.r（2021?山東等級考）從“玉兔”登月到“祝融”探火，我國星際探測事業實現了由地月系到行星際的跨越。已知火星質量約為月球的9倍，半徑約為月球的2倍，“祝融”火星車的質量約為“玉兔”月球車的2倍。在著陸前，“祝融”和“玉兔”都會經歷一個由著陸平臺支撐的懸停過程。懸停時，“祝融”與“玉兔”所受著陸平臺的作用力大小之比為（）A.9：1 B.9：2C.36：1 D.72：1【答案】B【解析】懸停時所受平臺的作用力等于萬有引力，根據尸=群可得等=淤然：型詈=*義2=/故選B。K r玉兔 K火 的Z/（2020?高考全國卷I）火星的質量約為地球質量的《，半徑約為地球半徑的芯則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為（）A.0.2 B.0.4C.2.0 D.2.5【答案】B【解析】設物體的質量為加，地球的質量為〃地，地球半徑為〃地，地球對該物體的引力大小為尸地，火星的質量為M火，火星半徑為"火，火星對該物體的引力大小為尸火，根據萬有引力定律/地=零，F火=然,根據題, ,F火意知，/?地=2"火，人=10"*,聯立解得言=0.4,故B正確，A,C、D錯誤。（2022?全國乙卷?T14）2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約4（X）km的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課。通過直播畫面可以看到，在近地圓軌道上飛行的‘‘天宮二號”中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們（ ）A.所受地球引力的大小近似為零B.所受地球引力與飛船對其作用力兩者的合力近似為零C.所受地球引力的大小與其隨飛船運動所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運動所需向心力的大小【答案】C【解析】ABC.航天員在空間站中所受萬有引力完全提供做圓周運動的向心力，飛船對其作用力等于零，故C正確，AB錯誤；Mm0.根據萬有引力公式Ffj=G—r可知在地球表面上所受引力的大小大于在飛船所受的萬有引力大小，因此地球表面引力大于其隨飛船運動所需向心力的大小，故D錯誤。故選Co如圖所示，4是一個半徑為27