高中物理开普勒第三定律题（高中物理微专题）

致敬先贤：致敬为天文学的进步做出重要贡献的科学家，下面我们就来说一说关于高中物理开普勒第三定律题?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

高中物理开普勒第三定律题

致敬先贤：致敬为天文学的进步做出重要贡献的科学家。

约翰尼斯·开普勒是德国天文学家、物理学家、数学家、占星家，被后世誉为“天空立法者”，是一位充满数学智慧和富有创造性思想的人。

约翰尼斯·开普勒1571年出生在德国符腾堡的威尔德斯达特镇，是一名早产儿，体质较差，4岁时得天花、猩红热，视力衰弱，一只手半残；17岁时当雇佣兵的父亲去世，26岁与一出身名门举止傲慢的寡妇结婚，较少感到家庭温暖；42岁前妻去世又选择贫家女为伴，经济上常处于绝望境地；宗教纷争及政治动荡，多次被迫离开工作地；年长时，母亲被控施展巫术，不得不挺身而出为母辩护，免受火刑之苦；1630年（58岁）经济上又陷入困境，启程前往德国里根斯堡，希望要回一些欠款，沿途饥寒交迫，11月2日到达里根斯堡后就病倒了；11月15日，开普勒这位奋斗一生的哲人，在穷困潦倒中悲惨地离开了人世。

1609年《新天文学》一书中，在第谷观测数据的基础上通过数学计算和分析得出了第一定律和第二定律，突破了行星轨道的完美圆形轨道的思想束缚；1618年《世界的和谐》一书中阐述第三定律，至此经过将近20年的努力开普勒总结出三大定律。三大定律是天文学的重大变革，彻底摧毁托勒密宇宙体系，进一步完善了哥白尼的日心宇宙体系，为后世牛顿万有引力定律的发现作出重要提示。

轨道定律：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。

面积定律：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。

周期定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

典型例题：

1.（2022年上海模拟预测）如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（　　）

A．做匀速率的曲线运动

B．经过A点时的加速度最小

C．从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间

D．从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间

2.（2021·云南·曲靖市沾益区第四中学高一阶段练习）如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　）

A．土星远离太阳的过程中，它的速度将增大

B．土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动

C．土星比火星的公转周期大

D．土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大

3.（2022·河北·邯郸一中高二学业考试）（多选）图示是行星m绕恒星M做椭圆运动的示意图，下列说法正确的是（　　）

A．恒星M位于该椭圆的一个焦点上的

B．恒星M位于该椭圆的中心

C．行星在A点时的速度最大

D．行星在C点时的速度最小

参考答案：

1.C

根据开普勒第一定律可以判断出地球绕太阳并不是做匀速率的圆周运动，而是变速率的椭圆轨道运动，A错误；在A点离太阳最近，则由牛顿第二定律可知A点加速度最大，B错误；由开普勒第二定律可知离太阳近的速率大，离太阳远的速率小；则BAD的时间小于DCB的时间，C正确；ADC时间等于CBA时间，D错误。选C。

2.C

由开普勒第二定律可知土星远离太阳的过程中国，速率将减小，与太阳连线在相等的时间内扫过的面积相等，A、D错误；开普勒第一定律判断土星和火星都是绕太阳做椭圆轨道的运动，B错误；开普勒第三定律判断土星的半场轴长，则土星的公转周期大于火星的公转周期，C正确；选C。

3.AC

根据开普勒第一定律可以判断恒星M位于椭圆的焦点上，则A正确，B错误；由开普勒第二定律在相等的时间内扫过相同的面积可知离恒星远的速度小，离恒星近的速度大，则A点速度最大，B点速度最小，则C正确，D错误。选AC。