3.7《探索宇宙》课件-2023-2024学年科学六年级下册教科版

探索宇宙 Administrator (A) - 目录 导入 01 活动探索 02 研讨 03 课外延伸 04 习题精炼 05 复习巩固 1、在观看夏季星空时，我们可以看到有众多恒星组成的银河。银河只是浩瀚宇宙中的一小部分。银河系到底是怎样的一个星系？宇宙中还有类似的星系吗？宇宙有多大？ 银河系是太阳系所在的棒旋星系，包括约很多颗 恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气 体和星际尘埃，从地球看银河系呈环绕天空的银 白色的环带。 通过前面的学习，教材己经由近及远、由小及大 地展示了宇宙浩大而有序的结构。结构的第一级 是类似太阳系一样的天体系统;第二级是包含太阳系在内的银河系;第三级是银河系外和银河系一样大的星系集合——河外星系;最后一级是宇宙，包含己知和未知的星系。 宇宙应该是一个直径高达930多亿光年的球体，甚至更大。 银河系 2、认识银河系。 我们已经知道太阳系是以太阳这颗恒星为中心，由行星、矮行星以及它们的卫星、小行星和彗星等小天体一起组成的天体系统，但太阳系只是银河系中一个极为普通的天体系统。银河系由大约2000亿到4000亿颗恒星组成。通过银河系的“侧视图”和“结构图”，我们可以更加全面地了解银河系。银河系像一个盘子。银盘直径约10万光年；又像一个旋涡，它有多条旋臂（类似旋转的手臂）。太阳在其中一条猎户座支壁上，距离银河系中心约2.6万光年。银河系中的天体围绕着银河系的中心高速公转。太阳系以220千米/秒的速度围绕银河系中心旋转，旋转一周约2.5亿年。 银河系物质的主要部分组成一个类似薄薄的圆盘，叫做银盘。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫做核球，在核球区域恒星高度密集。核球中心有一个很小的致密区，叫做银核。银盘外面是一个范围更大，近于球形的区域，其中物质密度比银盘中低得多，叫做银晕。银晕外面还有银冕，它的物质分布大致也呈球形。 银河系 太阳 太阳 核球 银盘（盘面） 银河系“侧视图” 银河系“结构图” 你能描述一下银河系的形状有多少特点吗？ 根据银河系的”侧视图”，可以看出银河系像一个旋涡;根据银河系的“结构图”，可以看出银河系像一个呈中间突起的圆盘。所以银河系像一个中间厚，边缘薄的扁平盘状。它的主要部分称为银盘，是一个旋涡结构（棒旋星系)。......。 3、建立银河系模型。 活动目的：通过建立模型认识银河系的特点。 材料：陀螺、纸片、米粒、胶水、笔等。 在纸片上模拟画出银河系的“核球”和几条“旋臂”，画好后剪下来。 把一些米粒粘在纸片上，模拟银河系的“恒星”。 将纸片固定在陀螺上并开始旋转。 旋转过程中的“银河系”。 活动过程： 旋转我们的银河系模型，能观察到什么现象？ 活动现象：高速旋转后，“银河系” 呈旋涡状。 评价我们制作的银河系模型 活动结论：银河系像一个高速旋转的旋涡。 根据模型，我们能提出一些有意思的问题吗？ 1、用胶水将米粒固定好，可以使米粒掉不下来。那么，是什么把“恒星”固定在银河系中的？ 2、这些恒星是在同一平面上吗?为什么会呈扁平状? 3、我用力后陀螺才转动，让银河系转动的力从何而来? 4、......。 4、河外星系。 通过太空望远镜，人们发现银河系以外还有许多类似银河系一样庞大的恒星集团，我们把它们统称为河外星系。比如仙女座星系、大犬座矮星系、草帽星系、猎犬座星系。它们大小不一，直径从几千光年到几十万光年不等，它们形状各异，有椭圆的，有旋涡状的，有不规则的......这些星系都在高速运动着。目前人类已经发现了超过100亿个河外星系。 科学家认为，宇宙诞生于上百亿年前的一次大爆炸。通过观测分析，我们的宇宙还处于膨胀之中......。 外形 米粒分布 米粒牢固程度 是否能够快速转动 形状与侧视图相似 米粒分布能很好的模拟银河系，像银河系上的“旋臂”。 基本牢固，转起来后不会散落。 能 充满活力的宇宙 现在，人们通过各种功能更为强大的望远镜观测星空，拍摄到许多令人叹为观止的天文奇观。宇宙中每时每刻都有许多恒星在诞生，同时也有许多恒星在消亡。恒星都在不停的高速运动，有些恒星自身还有节奏的膨胀和收缩，有些恒星还不断的向外抛射物质......宇宙充满了活力。 蟹状星云爆发于1054年，有记载，后来被证实是超新星爆发。 导入 01 自从仰望星空的那一刻起，人类就对我们身处的宇宙充满了好奇和浓厚的兴趣。如果把人类有意识地观测和记录天体作为探索宇宙的开端。到今天，已经有好几千年的历史了。我们知道人类是怎样探索宇宙的吗？科学技术的进步是如何帮助人类更好的探索宇宙的？ 人类探索宇宙的历史:古人用肉眼观测天体、 借助望远镜等工具观测、航天时代。 随着观测技术和航天技术的进步，人类利 用火箭将望远镜、人造卫星、空间探测器 以及航天员等送到太空，逐渐获得了更多 的宇宙信息。 02 活动探索1 通过多种方法与途径收集资料，对资料进行梳理和提炼，然后进行下面的讨论。 1、了解人类探索宇宙的历史。 （1）用肉眼观测天体。 在古代，人们就开始观测和记录各种天象，比如日升日落、月圆月缺、斗转星移等，并由此形成了日、月、年等时间概念。为了更好的观测，专门建立了观测、记录和研究天象的场所——天文台。 河南登封观星台，它是由元代著名天文学家郭守敬于1276~1280年主持建造，是设立的二十七个观星站之一，也为中国现存最古老的天文台。观星台包括各种天文仪器：周公测景台、浮漏、仰仪、景符、日晷等。在古代，观星台是一座具有测影、观星、计时等多种功能的天文台。 除了建立天文台，古人还设计了精密的天文仪器，如：浑天仪、天体仪（浑象）、水运仪象台等，用来观测天象，直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律。 中国现存最古老的天文台——登封观星台 浑天仪 天体仪 水运仪象台 02 活动探索1 （2）借助望远镜等工具观测。 自从1609年意大利科学家伽利略发明望远镜以来，人类借助望远镜观察太空，对宇宙的探索有了飞跃性的发展，所观测的宇宙空间不断扩大。 1609年，伽利略制做了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜，它能把物体的图像放大约30倍。他用这架望远镜第一次发现了月球表面高低不平，覆盖着山脉并有火山口的裂痕。之后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动，并作出了太阳在转动的结论。伽利略之后，人们为了扩大望远镜的倍数，开始研究加长版的望远镜。 1673年，波兰科学家赫维留造了一架直径20厘米、长46米的光学（折射）望远镜，吊在30米高的桅杆上，要许多人用绳子拉着它起落升降。 1686年，惠根斯兄弟造了一架22厘米粗、64米长的折射镜，没有镜筒，物镜、高悬树梢，目镜攥在手里，中间连着一根绷直的长绳，以助校正。 19世纪中叶，天体摄影和分光技术的发明，使天文学家可以进一步深入的研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律，从而更加深入到问题本质。 伽利略绘制的月面图 17世纪研制的光学望远镜长达46米，使用时必须吊在桅杆上。 伽利略制作的第一架望远镜 惠根斯兄弟制作的望远镜 02 活动探索1 20世纪50年代，射电望远镜开始应用，到了20世纪60年代，人们取得了“天文学四大发现”的成就：微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子。 1931年，美国贝尔实验室的央斯基用天线阵接收到了来自银河系中心的无线电波。随后，美国人格罗特.雷伯在自家的后院建造了一架口径9.45米的天线，并在1939年接收到了来自银河系中心的无线电波，他根据观测结果绘制了第一张射电天图，射电天文学从此诞生。 500米口径球面射电望远镜被誉为”中国天眼“，简称FAST，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，并由中国科学院国家天文台主导建设，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。2020年1月11日，"中国天眼"通过国家验收，正式投入运行。 位于贵州平塘县的500米口径球面射电望远镜 02 活动探索1 （3）航天时代。 现在，人们不断地改进，发明了更多功能各异的望远镜，从而获得了越来越多来自宇宙的信息。 随着航天技术的进步，人类对宇宙的探索进入了航天时代。为了更好的观测宇宙，人类利用火箭将望远镜、人造卫星、空间探测器以及航天员等送到太空。 太空望远镜中，最为著名的是哈勃太空望远镜，它是由美国国家航空航天局主持建造的四座巨型空间天文台中的第一座，也是所有天文观测项目中规模最大、投资最多、最受公众瞩目的一项。它筹建于1978年，设计历时7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飞机运载升空。由于避开了大气的影响，它的分辨率比地面的大型望远镜高出几十倍。 人类还在太空建设空间站，航天员可以在空间站进行长时间的太空实验和科学观测。迄今为止，人类已经开展了200多次深空探测任务，其中月球是人类唯一登陆过的地球以外的天体。 迄今为止，有500多名航天员遨游过太空，在太空中进行科学研究。但同时，也有10多位航天员在发射时以身殉职，为人类的航天事业献出了生命。 空间站、航天员 哈勃太空望远镜 “挑战者”号 02 活动探索2 ”神舟“发射升空 ”玉兔“号月球车 2、了解我国在太空探索方面的成就。 目前，我国在太空探索方面取得了许多举世瞩目的成就。“神舟”系列载人飞船、“天宫”空间站、“嫦娥”系列探月卫星、“玉兔”号月球车等都顺利实施。根据规划，我国还将建设新的空间站，深入探测月球和火星。未来，我国还要登月考察。 （1）中国载人载天工程。 系统组成：中国载人航天工程由航天员系统、空间应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、着陆场系统、空间实验室系统等八大系统组成。 发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。 第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。 第三步，建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。 工程已完成了第一步任务和第二步任务第一阶段的7次飞行任务。 02 活动探索2 （2）空间实验室。又称太空实验室（Space Laboratory）是一种可重复使用和多用途的载人航天科学实验空间站。前苏联、美国和欧洲航天局已于20世纪七八十年代率先研制成功出空间实验室。中国空间实验室的雏形“天宫一号”已于2011年9月29日发射升空。中国首个真正意义上的空间实验室——天宫二号空间实验室于2016年9月15日成功发射。 （3）中国空间站。指中华人民共和国建成的国家级太空实验室，于2022年前后投入使用。空间站轨道高度为400~450公里，倾角42~43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量60吨至180吨，以进行较大规模的空间应用。2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭发射成功，完成空间站阶段的首次载人飞行任务，飞行乘组进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭成功发射，中国空间站建造阶段首次载人发射任务取得圆满成功；12月2日晚，神舟十四、神舟十五号航天员乘组进行交接仪式，两个乘组移交了中国空间站的钥匙，中国空间站正式开启长期有人驻留模式。2023年8月18日，中国航天员系统副总设计师李莹辉表示，在中国空间站任务期间，科研团队完成了国内首例太空器官芯片研究，这也是国际上首例人工血管组织芯片研究，标志中国成为国际上第二个具有在轨开展器官芯片实验和分析能力的国家。 中国空间站 空间实验室 02 活动探索2 （4）嫦娥工程。 嫦娥工程（Chang E Project）是一个由中国国家航天局启动的探月试验，于2004年3月1日启动，是中国第一个探月工程。 嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。该工程主要任务是获取月球表面三维影像，分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点，探测月壤特性，探测地月空间环境。 2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功；6月2日，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。 嫦娥工程 02 活动探索2 （5）火星探测。 火星探测（英文名：Mars exploration）是指人类通过向火星发射空间探测器，对火星进行的科学探测活动。大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，火星冲日意味着这时可以使用较小花费将探测器送往火星，因此人类的火星探测活动通常也会每隔26个月出现一次高潮。 2019年11月14日，中国火星探测任务在位于河北怀来的地外天体着陆综合试验场首次公开亮相，中国首次火星探测任务计划于2020年择机实施。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”，后续行星任务依次编号。2021年4月24日，中国第一辆火星车命名为“祝融”号。2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。截止2022年6月29日，天问一号任务环绕器和火星车均完成既定科学探测任务。天问一号任务环绕器正常飞行706天，获取了覆盖火星全球的中分辨率影像数据，各科学载荷均实现火星全球探测。2023年4月24日，国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。 火星探测 03 研讨 1、从人类探索宇宙的历程中，我们知道了什么？ 人类在探索宇宙的历程中，随着观测技术的进步，逐渐获得了更多的宇宙信息，人类对宇宙的认识有了深刻的变化。比如，2世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16 世纪，波兰天文学家哥白尼才提出了新的宇宙体系理论—日心说。随着观测技术的不断发展和提升，人们发现太阳只是银河系中一颗普通的恒星，而像银河系这样的星系也有无数个。 随着航天技术的进步，人类利用火箭将望远镜、人造卫星、空问探测器以及航天员等送到太空。人类在探索宇宙过程中付出的艰辛努力甚至牺牲，展现了科学家对待未知世界勇于探索、不断创新、追求真理的科学精神。同时，对宇宙的认识也不断深化。 03 研讨 2、在太空探索中，我国取得了哪些成就？ 我国是世界上公认的火箭发源地，目前我国的航天技术在世界上占有相当重要的位置。比如，长征系列运载火箭的顺利发射，载人飞船“神舟”五号和“神舟”六号圆了中国人的飞天梦，我国第三艘载人飞船“神舟”七号成功发射，宇航员在太空首次出舱活动。中国第一个目标飞行器和空间实验室“天宫”一号成功发射，“神舟”八号顺利升空，随后在太空与“天宫”一号成功对接两次，“嫦娥”系列探月卫星、“玉兔”号月球车等项目顺利实施，“天问”一号火星探测器顺利发射等,未来我国宇航员还将登月考察。 03 研讨 3、结合实际，我们可以参加哪些天文类的实践活动？ 参加学校的天文社团活动，留意近期会出现的天文现象、附近的天文台信息等。 也可以与父母在晴朗的夜晚，找合适的地点观察星空，结合星座图，寻找天上的星座或者去当地的天文馆(少年宫)，借助那里的天文望远镜观测星空。 04 课外延伸 哈勃太空望远镜广域行星相机2号拍摄到NGC 6052星系，该星系距离地球2.3亿光年，位于武仙星座中。 人们最初可能认为这是一个反常的星系，但事实上它是处于形成阶段的“新星系”，两个单独星系通过引力吸引，逐渐聚集在一起，最终发生碰撞，目前我们看到的是两个星系碰撞合并的一个星系结构。 伴随着星系逐渐合并，一些恒星将脱离原始轨道进入新的轨道位置，目前这个新星系处于较高的混沌状态，最终新星系将形成一个稳定外形，它与这两个原始星系都不相同。 NGC 6052星系 05 习题精炼 1、我国发射的（ ）是用来探测月球的。 A、“嫦娥”系列卫星。 B、“神舟”系列飞船。 C、“天宫”系列空间站。 D、地球同步轨道卫星。 A 谢 谢 $$