内容正文:
第三节 探索宇宙
◇教学目标◇
知识目标
1.了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程。
2.认识到人类对宇宙的探索将不断深入。
3.通过实验感受物体绕中心旋转需要力,了解万有引力是使行星绕太阳旋转、卫星绕地球旋转的力。
能力目标
通过人类对宇宙探索历程的展示,认识到人类对宇宙的探索将不断深入。
素养目标
通过展示人类对宇宙探究的历程,培养追求科学、探索宇宙的态度。
◇教学重难点◇
教学重点
对宇宙的了解。
教学难点
对宇宙的进一步探究。
◇教学过程◇
一、新课导入
你知道天体物理学家霍金吗?其实,从古至今,人类对我们头顶上的星空一直具有浓厚的兴趣,一直在观察、思考、追寻宇宙的结构,你知道在这过程中获得了哪些成就吗?
二、教学步骤
探究点1 探索太空
[阅读课本]P290~292“探索太空”
[思考]我国古代的宇宙图景是怎样的呢?
[提示]浑天说最初认为:地球不是孤零零地悬在空中的,而是浮在水上;后来又有发展,认为地球浮在气中,因此有可能回旋浮动,这就是“地有四游”的朴素地动说的先河。浑天说认为全天恒星都分布于一个“天球”上,而日月五星则附于“天球”上运行,这与现代天文学的天球概念十分接近。
[思考]古埃及人的宇宙图景是怎样的呢?
[提示]古埃及人认为:大地犹如天井,周围尽是耸峙的高山,中间低洼平坦的地方是人类居住的地方。日月星辰悬挂在天井的上方,照耀大地。
[思考]托勒密地心说的内容是什么?
[提示]古希腊的天文学家托勒密认为地球处于宇宙中心静止不动,月球、水星、金星、太阳及其他行星都绕着地球运转,恒星都镶嵌在最外边的天球上。
[思考]托勒密地心说的成就有哪些?
[提示]地心说能够解释日食、月食等许多天文现象。
[思考]托勒密的地心说对科学发展有什么影响?
[提示]后来被宗教利用,成为禁锢人们思想的枷锁,阻碍了科学前进的步伐。
[思考]哥白尼日心说的内容是什么?
[提示]波兰的天文学家哥白尼认为太阳是宇宙的中心,地球及其他行星都绕着太阳旋转。月球是地球的一颗卫星,它绕着地球旋转。
[思考]哥白尼认为太阳是宇宙的中心,对此你有什么看法?
[提示]这反映了当时人们对宇宙认识的局限性。
[思考]哥白尼的“日心说”对人们探索宇宙有什么意义呢?
[提示]使人类对宇宙的认识由错误向正确靠近,并不断深化。哥白尼的“日心说”有力地推动了人类文明的进程。
[思考]研究天体运动最基本的方法有哪些?
[提示]意大利诗人卡里马赫曾说,天文学家只有两样法宝:数学和观察。根据对天体位置及运动的观察记录,天文学家就可以运用数学工具构筑一个宇宙模型,“地心说”和“日心说”就是两种典型的模型。
[思考]如何才能飞出地球呢?
[提示]我们之所以不能飞出地球是因为受到了引力的作用,要想飞出地球必须获得很大的速度,摆脱地球的引力。
[思考]这一现象是谁最先发现的呢?
[提示]1687年,伟大的英国科学家牛顿发现了万有引力定律,任何两个物体间都存在着一种相互吸引的力,太阳依靠它对地球和其他行星之间的巨大吸引力,使地球和各个行星绕着它旋转。这跟我们用一根绳子系着小物体绕中心旋转相似,是绳子的拉力使小物体绕中心旋转。
[思考]你知道飞出地球需要多大的速度吗?
[归纳提升]如果物体的速度达到7.9 km/s,就可以围绕地球运行而不落下来,这个速度就是第一宇宙速度。如果物体的速度达到11.2 km/s,我们就称它为第二宇宙速度,这时物体可以摆脱地球引力的束缚在太阳系内飞行,但不能摆脱太阳的引力控制。如果物体的速度大于16.7 km/s,就可以飞出太阳系,这就是第三宇宙速度。
[思考]你知道我国在航天领域取得了哪些举世瞩目的成就吗?
[归纳提升]1975年,发射了一颗返回式人造卫星;1980年远程运载火箭发射成功;1982年潜艇水下发射运载火箭获得成功;1984年第一颗地球静止轨道试验通信卫星“东方红2号”发射成功;1986年发射了一颗实用通信广播卫星;1988年发射了一颗试验气象卫星“风云1号”;1990年“长征三号”火箭把美国制造的“亚洲一号”通信卫星送入预定轨道;1999年在酒泉卫星发射中心用运载火箭发射了“神舟一号”试验飞船;2005年“神舟六号”飞船在酒泉卫星发射中心发射成功,为我国的载人航天事业掀开了新的一页。
探究点2 人类探索永无止境
[阅读课本]P293~295“人类探索永无止境”
[思考]你对太阳系有多少了解呢?
[提示]太阳系的中心天体是太阳,它集中了太阳系总质量的99.86%,它控制了太阳系里所有的天体,使这些天体都绕其公转。太阳系里的主要成员是八大行星,它们都在接近同一平面且又近于圆形的轨道,朝同一方向绕太阳公转。
[思考]你知道太阳系是怎么形成的吗?
[提示]太阳系的诞生:太阳系是大约50亿年前由星际气体和尘埃构成的云状物形成的。引力的作用使云状物开始收缩,并且在云状物中心产生了一团高密度的球状气体,高密度区域的温度最终升高到足以引起核反应的程度,这时它便形成了我们这个系统中的恒星——太阳。同时,引力作用还使云状物以越来越快的速度旋转,在旋转过程中,云状物中的物质被展平成一个围绕着中心旋转的圆盘,盘中的物质又形成了太阳系中较小的天体,这些天体包括行星、小行星和彗星。
[思考]地球距太阳大约有多远?
[提示]地球与太阳之间的距离大约为1.5×108 km。
[思考]你对银河系有哪些了解呢?
[提示]银河系是由三千多亿颗恒星形成的巨大星系,银河系的尺度大约是1.0×105光年。
[思考]你心中的宇宙是怎样的呢?
[提示]宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中,在空间上无边无界,在时间上无始无终。宇宙是多样而又统一的,它的多样性在于物质的表现形态;它的统一性在于其物质性。
[思考]人类目前了解的宇宙到底有多大呢?
[提示]现在,人们能够观测到的范围达到1.37×1010光年,大约有上千亿个星系,每个星系约有1000亿颗恒星。宇宙间恒星的总数可达1022个。
三、板书设计
第三节 探索宇宙
1.地心说
2.日心说
3.万有引力
4.我国的宇宙探索成就
5.太阳系
6.银河系与河外星系
◇教学反思◇
“地心说”和“日心说”是两种最具有代表性的太阳系结构模型,“日心说”的确立,拉开了自然科学的序幕,“日心说”体现了自然是简洁、和谐的,而这种信念一直影响和引导着后续的天文学家和物理学家对自然的探索。让学生简要了解这些内容,不仅有助于学生在高中阶段进一步学习万有引力理论,而且有助于学生建立正确的太阳系图景,更好地理解我们周围的世界。
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