7.4宇宙探秘学案2023－2024学年南京市秦淮中学功科版八年级物理下册

7.4 宇宙探秘 【素养要求】 1．大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识到人类对宇宙的探索将不断深入． 2．通过对人类探索宇宙历程的展示，培养学生执着追求真理的科学精神． 3．大致了解我国的航空航天技术进展，体会我国在载人航天、登月工程方面所取得的伟大成就对体现我国综合国力及提升我国国际地位的重要作用． 【预习生疑】 1．利用网络查询人类航天活动的相关资料，并了解我国航天事业的发展（如载人航天工程、探月工程、探火工程）．选择一个课题，写一篇小短文． 【探究生思】 （一）从“地心说”到“日心说” 人类历史发展到公元前6世纪，人类文明进入理性思考的时代。中国战国时期的早期盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。早期的古希腊学者也有类似的看法。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。 公元2世纪，希腊科学家托勒玫在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，经过几十年的观测，运用数学的方法，创立了“地心说”。 托勒玫认为，地球处于宇宙中心静止不动，日月、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转，而恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 科学家们经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒玫的宇宙体系并不吻合。16世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过20年的天文观测与研究，建立了日心说。他在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，发现每一颗行星的运行情况都不相同，而且发现了日地距离始终不变。因此他否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心，地球和行星围绕着太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动，而最外层的恒星天球则与地心说并无本质区别。 哥白尼提出的“日心说”，差不多经过一个世纪才被人们接受。其间，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的天文现象，日心说才逐渐得到认可。哥白尼的“日心说”阐明了天体运行的规律，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权的统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。 （二）星空世界 138亿年前，我们的宇宙从一个无限致密的奇点爆炸而诞生，从而开始有了空间和时间。宇宙在爆炸之初，物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后不断膨胀，导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却，逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各种各样的恒星和星系，最终形成我们如今所看到的宇宙。 136亿年前，银河系在宇宙大爆炸发生不久后就诞生了。但银河系的形成极其缓慢，它由无数个矮星系相互撞击，逐渐形成超大椭圆星系和漩涡星系。银河系在撞击中越长越大，最终形成现在的样子。银河系是呈扁球体的棒旋星系，具有巨大的盘面结构，由明亮密集的核心和旋臂组成，旋臂相距4500光年。 光年：表示光在 传播 所经过的距离。 思考1：1光年= = m 思考2：孙悟空一个筋斗可翻十万八千里，即5.4×104km，织女星距地球约2.3×1014km，那么孙悟空要翻多少个筋斗才能到达织女星？如果孙悟空每秒钟翻一个筋斗，那么他要连续不断地翻多少年才能到达织女星（只要求估算出数量级）？ 50亿年前，于银河系猎户座旋臂不起眼的一个位置，在原行星盘分子云的引力坍缩下，太阳诞生了。 46亿年前，太阳周围的星云残骸开始聚拢，逐渐形成了太阳系。其中，也包含原始的地球。只不过，这时的地球环境极为恶劣，温度甚至高达1000℃，并不具备孕育生命的条件。 45亿年前，太阳系遭遇陨石的疯狂轰炸，其中一颗名为忒伊亚的行星撞上了地球，并产生了无数碎石，在引力的影响下逐渐融合，形成了早期的月球。 43亿年前，地球表面温度开始下降，水蒸气开始转变成液态水存留在地表，为之后的生命孕育提供了条件。 38亿年前，受离心力的影响，月球开始逐渐远离地球，从此地球环境开始发生翻天覆地的变化。并在这个时期逐渐形成了海洋。 35亿年前，在海底活火山的多重化学反应下，地球上最原始的生命体终于诞生了。从此，地球上的生命开始逐渐演变并繁荣起来。 700万年前，人类终于出现在了地球上。从原始社会起不断进化，学会用火，开始迁徙，农业发展，王朝建立，进入现代科学。至此，人类文明才得以统治这颗星球。 未来，50亿年后，太阳的寿命走向尽头，它会坍缩形成黑洞，会把太阳系整个吸进去。就算人类逃离了太阳系，等到数万亿年之后，整个宇宙中的所有的星系都坍缩成黑洞。黑洞也消失之后，最终会形成heat death（热寂），没有光，没有声，黑暗的，冰冷的，什么都没有。所幸，对我们而言，还有足够多的时间去读一本书，去攀一座山，去感受生命的力量！ 【巩固生效】 1．下列选项中，按空间尺度由大到小的顺序排列，正确的是（　 　） A．人、电子、原子 B．太阳系、银河系、地球 C．原子、原子核、中子 D．质子、原子核、分子 2．提出“日心说”，有力地推动了人类文明进程的科学家是（　 　） A．托勒玫 B．哥白尼 C．伽利略 D．普朗克 3．2022年6月8日，中国国家天文台根据探测到的快速射电暴FRB20190520B，最终定位到了一个距离我们30亿光年的矮星系．“光年”是一个（　 　） A．频率单位 B．速度单位 C．时间单位 D．长度单位 4．下列关于宇宙的认识正确的是（　 　） A．太阳是宇宙的中心 B．宇宙在膨胀，星系在远离 C．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统 D．恒星的位置是固定不变的，太阳是银河系中数以千亿计恒星中的一颗普通的恒星 5．微观粒子与宇宙天体之间有很多相似之处，下列说法中错误的是（ 　　） A．原子结构与太阳系结构相似 B．原子核是原子的中心，太阳是太阳系的中心 C．宇宙天体和分子都在永不停息地作无规则运动 D．天体之间、分子之间都存在相互作用力 6．随着科学技术的进步，我国在航天领域取得了举世瞩目的成就．以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是（　　 ） A．“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星 B．月球上行走的“玉兔”月球车 C．在轨运行的“天宫二号”空间站 D．执行导航任务的北斗系列卫星 7．关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（　 　） A．分子间只存在引力，不存在斥力 B．摩擦起电是创造电荷的过程 C．扫地时灰尘飞舞可以说明分子在做无规则运动 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，是有起源、膨胀和演化的 8．“日心说”最终战胜“地心说”这个历史发展过程说明（     ） ①宇宙是无限的，在某些特定的时空条件下，人的认识是有限的 ②人的意识具有能动性，最终能够正确地反映客观世界 ③前人的认识总会被后人推翻，人不能获得正确认识 ④人对世界的认识具有局限性，需要不断发展和深化 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 9．在人类探索宇宙的历程中，古希腊大文学家托勒玫提出了以地球为宇宙中心的 说． 1400多年后，波兰天文学家哥白尼创立 说，向人们描绘了一个全新的宇宙．此后，物理学家 创立的万有引力理论，则使人们能用统一的理论来认识天体运动． 10．在太阳系中，太阳是恒星，地球是 星，水星是 星（均选填“恒”、“行”或“卫”）；依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是 ． 11．已知光的速度是每秒行走300000km，经历一年时间光行走 km(1年按365天计算)；已知光从银河系的一边射出，当光到达对边时所经历的时间是80000年，则银河系的范围是 km． 【拓展生长】 12．如图所示，在吹一个表面画有许多斑点的气球时会发现，随着气球的鼓起，斑点间的距离在不断变化．从任何一点出发，其他的点都可以以它为中心向四周散开，并且距离越远散开的速度越快．如果我们把这个气球比作宇宙，试回答下列问题． （1）根据多谱勒效应，当星系靠近观察者时，见到的星光光谱线向频率高的蓝光方向移动，反之则向红光方向移动．把气球上的斑点看作一个个星系，并选定一个作为太阳系．当我们把气球逐渐吹起时，以太阳系为观测中心，我们观测到的星系大多在向 光方向移动，也就是说它们都在 （选填“靠近”或“远离”）太阳系，并且距离太阳系越远的星系移动的速度越 （选填“快”或“慢”）． （2）实验说明大多数星系之间的距离都在 ，由此推测宇宙正处于 之中． （3）这种研究宇宙的方法是（　　 ） A．对比法     B．类比法     C．模型法     D．控制变量法． 学科网（北京）股份有限公司 $$