10.4 日心说与太阳系（教学课件）-【上好课】八年级物理下册同步高效课堂（苏科版2024）

江苏凤凰科学技术出版社 第十章 从粒子到宇宙 第四节 日心说与太阳系 八年级物理 下册 义务教育教科书 世界万物都是由物质组成的。 它们有最小的结构吗？ 摩擦起电的电来自哪里？ 万物赖以生长的太阳会不会熄灭？ 天上的银河是一条河吗？ …………............ 1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约120MB. ……………………………………………………………………… 2. 视频资源：本ppt共有52张、3段视频，可根据需要选择点播. ①视频欣赏——《“地心说”与“日心说”》 ②视频欣赏——《世界最大的望远镜—中国天眼》 ③视频欣赏——《中国三十年探月发展历程》 ……………………………………………………………………… 3. 免责声明：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 4. 追责声明：课件版权归本工作室，侵权必究。 致老师、同学 第四节 日心说与太阳系 导入新课 日月星辰周而复始地运行，古代人们对此有各种天真质朴的猜想和解释。他们认为，天上的星体沿着一种最完美的圆周运行，宇宙中的天体都在围绕地球旋转。 第四节 日心说与太阳系 学习目标 1. 了解人类探索宇宙的历程。 2. 了解太阳系的概貌。 3. 了解我国的探月工程和火星探测工程。 第四节 日心说与太阳系 学习内容 1. 从“地心说”到“日心说” 2. 太阳系概貌 3. 探月工程和火星探测工程 4. 课堂总结 5. 实践与练习 6. 综合提升训练 第四节 日心说与太阳系 从“地心说”到“日心说” 一 第四节 日心说与太阳系 “上下四方曰宇，往古来今曰宙”“宇宙”是万物的总称，是时间和空间的统一关于宇宙的结构自古以来便引发人们的思考。我国古代关于宇宙模型主要有盖天说、浑天说和宣夜说。代表了古人对宇宙组成和运行规律的认识和总结。 1. 我国古代宇宙模型 一、从“地心说”到“日心说” （1）盖天说 在人类社会的早期，人们根据直观感觉认为天在上旋转不已，地在下静止不动。由此逐渐产生了“天圆地方”的思想早期的盖天说认为“天圆如张盖，地方如棋局”。 一、从“地心说”到“日心说” （2）混天说 西汉时期又出现了一种宇宙理论“浑天说”，在东汉时期发展成熟。著名科学家张衡（公元78-139）在《浑天仪图注》详细阐述。所谓浑天，就是天是圆的意思，可以简单地理解为，我们生活的空间是一个圆球。这个说法接近我们现代地球的概念。 张衡与浑天宇宙模型 一、从“地心说”到“日心说” （3）宣夜说 是中国古代的一种宇宙学说，主张“日月众星，自然浮生于虚空之中，其行其止，皆须气焉”，创造了天体漂浮于气体中的理论，并在它的进一步发展中认为连天体自身、包括遥远的恒星和银河都是由气体组成。这种思想，竟和现代天文学的许多结论一致。 一、从“地心说”到“日心说” 公元 2 世纪，古罗马天文学家托勒玫，总结前人的成就，结合自己的天文观测，提出了“地心说”。他认为，地球静止不动，位于宇宙的中心，日月星辰都围绕地球旋转，如图所示。他的这一观念在天文学中统治了1300 多年。 2. 托勒玫的“地心说” 克罗狄斯·托勒玫 （Claudius Ptolemaeus，约90年—168年），是希腊数学家，天文学家，地理学家和占星家。 一、从“地心说”到“日心说” 16 世纪，文艺复兴思想和艺术的繁荣，解除了束缚人们思想的枷锁。以波兰天文学家哥白尼为代表的许多科学家，在长期天文观测和大量计算的基础上，对托勒玫的“地心说”提出了质疑。哥白尼在《天体运行论》中向人们描述了一个全新的宇宙。 3. 哥白尼的“日心说” 哥白尼（Nicolaus Copernicus， 1473—1543），波兰天文学家 他认为太阳才是宇宙的中心，所有行星都在绕太阳运动，人们称其为“日心说”。 一、从“地心说”到“日心说” “日心说”的提出一举解决了“地心说”所不能解决的许多问题，引发了天文学革命，开创了科学史上的新时代。 但哥白尼还没有彻底摆脱行星做圆周运动的传统观念。 哥白尼的“日心说”宇宙模型 一、从“地心说”到“日心说” 视频欣赏——《哥白尼和他的日心说》 一、从“地心说”到“日心说” 4. 近代天文观 （1）伽利略望远镜 1609年伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。 木星及其卫星 太阳黑子 伽利略望远镜 意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。 月球上的环形山 一、从“地心说”到“日心说” （2）开普勒观点与万有引力理论 开普勒则进一步指出，太阳系中行星的运动不是匀速的，其轨道也不是圆，而是以太阳为其中一个焦点的椭圆。 后来，在牛顿创立的万有引力理论指导下，人们用统一的观念认识神秘的天体运动，并发现了离太阳最远的大行星，它被命名为“海王星”。 离太阳最远的海王星 牛顿发明的望远镜 一、从“地心说”到“日心说” （3）哈勃太空望远镜 为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜，可以排除大气层的干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。 哈勃太空望远镜 哈勃空间望远镜，是以天文学家爱德温·哈勃为名，在地球轨道的望远镜。自哈勃空间望远镜投入工作以来，获得了包括彗星、木星碰撞、太阳系外行星探测、恒星诞生、宇宙加速膨胀等许多重大的天文观测成果。 一、从“地心说”到“日心说” （4）中国“天眼” 中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成历时22年，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 科学家通过“中国天眼”FAST发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴FRB 20190520B，并将其定位于一个距离我们30亿光年的矮星系。这一发现对于更好理解快速射电暴这一宇宙神秘现象具有重要意义。 一、从“地心说”到“日心说” 视频欣赏——《世界最大的望远镜—中国天眼》 【例题1】推翻了托勒密的“地心说”的科学家和建立的新学说是（　　） A．哥白尼和“日心说” B．牛顿和万有引力 C．伽利略和“日心说” D．爱因斯坦和相对论 A 哥白尼提出了日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天体运行论》。哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。 故选A。 一、从“地心说”到“日心说” 太阳系概貌 二 第四节 日心说与太阳系 二、太阳系概貌 仰望浩瀚的星空，我们就会发现，大部分星的相对位置似乎是不变的，人们称这些星为恒星。实际上，它们并不是绝对不动的，用很精确的天文仪器可以观察到它们的运动。 天气晴好的晚上，夜幕中总镶嵌着无数的光点，这其中除了少数行星，其它的绝大多数都是恒星。太阳是离地球最近的恒星，而夜晚能看到的恒星，几乎都处于银河系内。 北斗七星是恒星 二、太阳系概貌 太阳系是一个以太阳为中心，受太阳引力约束在一起的天体系统。研究表明，太阳系主要是由太阳、八大行星及其卫星、彗星和小行星等组成的。（近其中卫星约500个，小行星至少120万个，还有一些矮行星和彗星）。 太阳系位于距银河系中心大约2.4~2.7万光年的位置（银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间，太阳只是其中之一 ）。太阳以220km/s的速度绕银心运动，大约2.5亿年绕行一周。 1. 太阳系 二、太阳系概貌 是离我们最近的一颗恒星。直径是地球的109倍，质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍。太阳的表面温度6000℃，中心温度1500万℃。 太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总体质量的99.86%。 2. 太阳 天文学家把太阳结构分为内部结构和大气结构两大部分。内部结构由内到外可分为太阳核心区、辐射区、对流区3个部分；大气结构由内到外可分为光球层、色球层和日冕层。 二、太阳系概貌 3. 八大行星 八大行星，是指太阳系的八个大行星，按照离太阳的距离从近到远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 其中质量最大的是木星，其质量约为地球的318倍；离地球最近的是金星，其次是火星。火星离地球的最近距离约5.6×107km。 二、太阳系概貌 地球是太阳系八大行星之一，按照离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。 地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。现有40亿～46亿岁。它有一个天然卫星——月球，二者组成一个天体系统——地月系统。 4. 地球 地球与月球 二、太阳系概貌 在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，月球是地球唯一的卫星。 【例题2】我们人类生活在广阔的宇宙里，就目前发现而言，太阳是_______中几千亿颗恒星中的一员，太阳系有____大行星，地球在离太阳比较近的第______条轨道上运行，月球是地球的______。 卫星 银河系里有几千亿颗恒星，太阳为其中一颗普通恒星；太阳系里有八大行星，地球处在离太阳较近的第三条轨道上运行，月球是地球的卫星。 二、太阳系概貌 银河系 三 八 探月工程和 火星探测工程 三 第四节 日心说与太阳系 三、探月工程和火星探测工程 “俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月。”奔向月球是中华民族的千年梦想。在总设计师孙家栋带领下的探月工程（又称嫦娥工程）是我国航天强国的重要组成部分。 1. 嫦娥探测器 2007 年，“嫦娥一号”探测器成功环绕月球飞行，并传回了月球影像和关于月壤厚度、月球空间环境等的重要数据。 孙家栋，中国科学院院士，“共和国勋章”获得者 嫦娥一号 三、探月工程和火星探测工程 2013 年，“嫦娥三号”探测器利用悬停避障等关键技术在月面实现软着陆。其携带的“玉兔号”月球车圆满完成在月面巡视勘察的预期任务。 2019 年，“嫦娥四号”探测器首次在月球背面实现软着陆，“玉兔二号”月球车在月球背面留下了第一道车辙。 “嫦娥四号”探测器 三、探月工程和火星探测工程 2020 年，“嫦娥五号”返回器携带1 731g月壤样品成功返回地球。通过对该样品的研究，科研人员于2023年发现了月表水的重要储存库—撞击玻璃珠。 三、探月工程和火星探测工程 2. “天问一号”火星探测器 我国首次火星探测任务于2016年正式批复立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视，对火星进行全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。2020年，“天问一号”火星探测器发射升空，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分等开展了科学探测，取得了丰富的科研成果。 “天问一号”火星探测器 2021年，我国公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌等科学影像图，标志着我国首次火星探测取得圆满成功。无论是白发苍苍的专家前辈，还是初出茅庐的青年才俊，他们都为我国的航天工程付出了艰苦卓绝的努力，共同成就了蓬勃发展的中国航天事业。 视频欣赏——《中国三十年探月发展历程》 三、探月工程和火星探测工程 【例题3】我国科技发展日新月异，从未停止对宇宙的探索，取得了巨大成就。以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是（　 ） A．天眼探测到的太阳系外的脉冲星 B．环月轨道飞行的鹊桥二号中继星 C．嫦娥四号月球探测器 D．在轨运行的“天宫二号”空间站 A 在轨运行的“天宫二号”空间站在绕地球飞行，距离地球最近，环月轨道飞行的鹊桥二号中继星绕月球飞行，嫦娥四号月球探测器能够绕月飞行且可以到达月球表面，天眼探测到的太阳系外的脉冲星距离地球最远，故A符合题意，BCD不符合题意。 三、探月工程和火星探测工程 课堂总结 四 第四节 日心说与太阳系 课堂总结 日心说与太阳系 从地心说到日心说 近代 天文观 ①盖天说、混天说、宣夜说、星座。 ②托勒玫的“地心说”。 ③哥白尼的“日心说”。 ①伽利略望远镜：以确凿的证据支持了“日心说”。 ②用统一的理论认识天体运动：开普勒观点与万有引力理论。 ③哈勃太空望远镜。 ④中国“天眼”。 ①太阳系组成：太阳、八大行星、卫星、彗星和小行星。 ②八大行星：水星、金星、地球、火星、 木星、土星、天王星、海王星。 ③我国的探月工程和火星探测工程。 太阳系 概貌 实践与练习 五 第四节 日心说与太阳系 实践与练习 1. 你知道太阳的寿命吗，它现在多少岁了？ 查阅相关资料，了解太阳有哪些活动，以及太阳活动对地球和人类的影响。 实践与练习 （1）科学家通过理论模型计算，得出太阳的寿命大约是100亿年。 （2）目前，太阳已经大约46亿岁了，它正处于稳定的中年阶段，并且还有大约50亿年的寿命。 （3）太阳的燃烧过程可以分为三个阶段，这三个阶段的总时间大约是90亿年，之后太阳将会消失在宇宙中。 （4）太阳主要由氢气组成。在巨大的引力挤压下，太阳内核的一小部分区域一直在进行核聚变反应，每秒钟将6亿多吨氢元素转化为氦元素，并释放出巨大的能量，这相当于每秒钟10亿颗原子弹爆炸产生的能量。 （5）至今，太阳的氢气核聚变反应已经进行了45亿年，剩余的氢气燃料还可以支持大约50亿年。 实践与练习 2. 计算太阳发出的光需经过多长时间才能到达地球。 地球到太阳的平均距离为14960万千米，即1.496×108km 光速为3×108m/s=3×105km/s 太阳光发出后到达地球的时间 t=s/v=1.496×108km/（3×105km/s）≈499s=8min19s 答：太阳发出的光经8分19秒到达地球。 实践与练习 3. 太阳系的八大行星中，哪颗行星和地球的特征最为相近？如果人类想要移居这颗星球，需要克服哪些困难？这对人类的生存和长远发展有何重大意义？ 在太阳系的八大行星中，火星的很多特征都和地球相似，是太阳系由内往外数的第4颗行星属于类地行星，直径约是地球的53%，质量是地球的14%。是人类最可能移居的星球。 但火星并不适合人类居住，温度在-140～-60℃之间，为此科学家设置用300个用反光材料住成的气球把火星温度提升至20度，解决寒冷问题。接着还要改变火星大气，总之，完成这些工作，可能会用上千年时间。 实践与练习 4. 查阅资料，了解我国的航天工程对科技发展和人民生活有哪些深远影响。 你希望自己将来在哪些方面作出贡献？ 实践与练习 现代航空航天工程在科技和社会发展中具有重要作用和深远影响。首先，航空航天技术的不断进步和应用推动了科学技术的发展，促进了人类对宇宙的探索和认识。其次，航空航天工程的发展带动了相关产业的兴起和繁荣，创造了大量就业机会，推动了经济的快速增长。同时，航空航天工程也改变了人们的生活方式和交通方式，加快了信息传输、旅行和物流的速度，为社会的快速发展提供了有力支撑。最后，航空航天工程对国家安全和国家形象有着重要意义，提升了国家的综合实力和国际地位。 航空航天工程是一门综合性学科，涵盖了航空工程和航天工程两个主要领域。航空航天工程的研究和应用对人类社会发展具有重要意义，其广泛影响着科技、经济、社会和国家安全等领域。在未来,航空航天工程将继续发展壮大，为人类实现更高层次的科学技术突破和探索更广阔的宇宙空间提供强有力的支持。 实践与练习 5. 利用所学的知识制作一个太阳系模型，并与原子核式结构模型相比较，说出两者之间的相同点和不同点。 相同点： ①行星或电子都围绕一个中心旋转； ②太阳质量占整个太阳系质量的绝大部分，原子核质量占整个原子质量的绝大部分； ③对整个太阳系来说，太阳的体积很小，对整个原子来说，原子核的体积很小． 不同点： 太阳系是天体，宏观物体，遵循牛顿三大运动定律；而原子是微观粒子，核外电子的运动具有波粒二象性的特点，不能以常规的模型来认知，所以电子的运动规律常人很难接受。 综合提升训练 六 第四节 日心说与太阳系 综合提升训练 1. 率先使用天文望远镜观察太空，得出天体运行的相关数据，有力地支持了“日心说”的科学家是（　　） A．伽利略 B．牛顿 C．亚里士多德 D．爱因斯坦 A A．伽利略最先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果，有力地支持了哥白尼的日心说，故A符合题意； B．牛顿提出了牛顿三大定律，故B不符合题意； C．亚里士多德主张“地心说”，故C不符合题意； D．爱因斯坦提出来光子假设，故D不符合题意。 故选A。 综合提升训练 2. 关于地心说和日心说，下列说法正确的是（ ） A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 B．地球是绕太阳运动的普通行星,月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动 C．地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼 D．地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 C 综合提升训练 A. 太阳是太阳系的中心，而不是宇宙的中心，故A错误； B. 地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球运转，但不是匀速圆周运动，月球距离地球的距离有远有近，故而速度也是有快有慢，故B错误； C. 地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼，C正确； D. 日心说取代地心说是人类认识宇宙的一大进步，具有重要的科学价值，故D错误。 故选C。 综合提升训练 3. 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 C 宇宙中拥有数十亿个星系，银河系只是这数十亿个星系中的一个，太阳只不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员，太阳周围存在八大行星，地球只是其中的一个；物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。按空间尺度由大到小的顺序排列，正确的是：银河系、太阳系、地球、人、分子、原子、原子核、中子，故C正确，ABD错误。 故选C。 综合提升训练 4. 太阳系共有_____大行星，我们赖以生存的______是太阳系的行星之一，而太阳系又是_________系的成员。 银河 太阳系共有：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星八大行星。 我们赖以生存的，即我们居住的地球是是太阳系的行星之一。同时太阳又处在银河系中，是银河系的成员。 八 地球 综合提升训练 5. 著名的天文学家，自然科学的先驱________用日心说否定了影响人类达千年之久的托勒玫地心说；经典力学和实验物理学的先驱_______率先用望远镜观察天空，由此得出天体运行的结果有力的支持了哥白尼的日心说。 伽利略 哥白尼用日心说否定了影响人类达千年之久的托勒密地心说，有力地推动了人类文明的进程。 伽利略是经典力学和实验物理学等的先驱，他率先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果有力地支持了哥白尼的日心说。 哥白尼 综合提升训练 6. 宇宙大千世界，从宏观到微观，从天体到原子，似乎都有那么多惊人的相似之处。如图，是太阳系模拟图，每个行星在各自的轨道上围绕恒星太阳运转，这与卢瑟福的______结构模型十分相似，其中，原子核相当于太阳，绕核运动的______就相当于行星。 电子 太阳系模拟图，太阳在中心，每个行星在各自的轨道上围绕恒星太阳运转，这与卢瑟福提出的原子核式结构模型十分相似，其中，原子核相当于太阳，绕原子核运动的核外电子就相当于绕太阳转动的行星。 核式 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$