第三节 探索宇宙（教学设计）物理沪科版2024八年级全一册

12.3 探索宇宙（教学设计） 【学业要求】 1. 物理观念： （1）了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，关注人类探索宇宙的一些重大活动； （2）知道人类对宇宙的探索将不断深入； （3）能调研人类探索宇宙的进展，并从物理学视角解释相关现象。 2. 科学思维： 通过查阅资料、交流分享等方式，能从物理学视角了解宇宙起源、黑洞、宇宙暗物质与暗能量、物质与反物质. 3. 科学探究： 能根据查阅资料的结果，追寻人类探索宇宙的进展，并与同学交流. 4． 科学态度与责任： （1）在查阅资料、交流分享的过程中，体会物理与人类探索宇宙的密切联系. （2）能欣赏在人类探索宇宙过程中的物理之美. 【重点难点】 学习重点：了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，关注人类探索宇宙的一些重大活动。 学习难点：能调研人类探索宇宙的进展，并从物理学视角解释相关现象。 【器材准备】 相关的器材、视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 晴朗的夜晚，我们仰望天空会看到漫天繁星，璀璨而绚丽。这些星星是什么样的天体？宇宙有多大？带着这些问题，我们一起进入神秘的宇宙吧！ 让我们带着这个问题，我们学习与分子运动相关的内容。 二、合作探究： 探究一、探索太空 1.托勒密的“地心说”： 宇宙奥秘自古就是人类困惑并不断探索的焦点。古希腊人认为地球是宇宙的中心，其他星体绕地球运转。公元 140 年前后，托勒密（C. Ptolemaeus，约90—168）在前人观测和理论研究的基础上，发展了“地心说”，认为地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。 在很长的历史时期，人们都利用“地心说”宇宙模型解释并预测天体运动。这种理论还被当时的宗教当成不可背弃的教义之一，束缚人们的思想达千年之久。 2.哥白尼的“日心说”： 在16世纪中期，文艺复兴运动解放了人的思想，人们进入科学探索宇宙的伟大时代。哥白尼的“日心说”革新了人们对宇宙的认识。他认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕着太阳转动，月球是地球的卫星。“日心说”能更简洁地描述行星运动，更清楚地解释诸多天文现象。 “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。 3.开普勒理论： 开普勒（J. Kepler，1571—1630）根据前人的观测和研究，提出了太阳系行星运动的三大定律。 4.牛顿的理论： 牛顿在前人研究的基础上，运用开普勒行星运动定律和自己的研究成果，提出万有引力定律，并将相关成果写入《自然哲学的数学原理》。牛顿的万有引力定律是物理学的第一次大综合，将“地上的力”与“天上的力”统一起来，形成了以牛顿三大运动定律为基础的力学体系，为人类实现“飞天梦”奠定了理论基础。 5.莱布尼茨的理论： 莱布尼茨（G. W. Leibniz，1646—1716）及后来的众多科学家与哲学家进一步研究宇宙，提出了“什么是宇宙”“为什么有宇宙”等问题。面对这些问题，无论是理论还是实验方面，人类的探索从未停止。尤其是在量子力学与相对论提出后，人类在走出地球、探索宇宙的进程中取得了更大的成就。 6.飞出地球的“第一次”： （1）1957年，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。 （2）1961年，世界上第一艘载人宇宙飞船发射升空，苏联航天员加加林成功完成了人类第一次不绕地球的飞行。 （3）1969年，美国航天员阿姆斯特朗乘“阿波罗11号”飞船抵达月球，在月面上留下了人类的第一个足迹。 7.中国探索太空的“第一次”： （1）1970 年，我国第一颗人造地球卫星—“东方红一号”发射成功，开创了中国航天史的新纪元。 （2）杨利伟与“神舟五号”：2003年，杨利伟乘坐“神舟五号”载人飞船圆满完成了我国首次载人航天飞行。 （3）中国探月的“嫦娥工程”：2004年，中国正式启动月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”分为“绕”“落”“回”三个阶段。2019年，“嫦娥四号”成功在月球背面着陆，这是人类飞行器第一次登陆月球背面。2020年，“嫦娥五号”返回器携带1731g月球样品返回地球，首次实现了我国地外天体采样返回。 （4）火星与深空探测：2021年，“天问一号”测器成功登陆火星，探测器上搭载了我国首辆火星车“祝融号”截至2022年5月休眠时，“祝融号”火星车工作了350多个火星日，行程约2000m，获得了大量宝贵的科学探测数据。 探究二、人类探索永无止境 1.太阳系： 我们生活的地球是浩瀚星空中太阳系这个大家庭里一颗相对很小的行星。太阳系中除了太阳这颗唯一的恒星外，至今已发现还有八颗行星、290颗卫星、约130万颗小行星，以及数量可观的彗星和流星。 太阳系八颗行星部分近似数据 2.银河系： 银河系中有非常多像太阳这样的恒星（图12-27）。除太阳以外，距地球最近的恒星是半人马座的比邻星。它与地球之间的距离约为4×1013 km，光从比邻星出发大约需要4.2年才能到达地球。 3.河外星系： 在浩瀚的宇宙中，还有许多像银河系这样的星系。其中，仙女座河外星系是离银河系比较近的一个星系（图12-28）。从仙女座发出的光需要250万年才能到达地球，也就是说，我们在夜空中所见到的仙女座已是250万年前的仙女座了。 4.宇宙大爆炸： 宇宙是怎么诞生的呢？1948年，美国物理学家伽莫夫（G. Gamow，1904—1968）提出了热大爆炸宇宙模型（图12-30），该模型得到当今科学研究和观测数据的广泛支持。 该模型指出，宇宙诞生初期（约127亿年前）是一个密度极大、温度极高的奇点，并在极早期发生了非常快速的膨胀和冷却。爆炸之初，物质只能以电子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降，随之逐步形成原子核、原子、分子，随后出现气体。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，逐渐形成我们现在所看到的宇宙。 三、课堂小结： 四、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：5分钟；分值：100分） 1．宇宙由许多像银河系这样的星系组成的，离银河系比较近的河外星系是 ；除太阳系外，距离地球最近的恒星是 星；太阳系由 大行星、一些小行星和 等组成。 2．人们每天看到太阳东升西落，感受昼夜的变化，这就是人类初期认识宇宙后建立“ 说”的依据。随着观察的深入，感受四季的变化，人类逐渐认识到地球是绕着太阳转动的，从而提出了“ 说”。（均选填“地心”或“日心”） 3．迄今为止，太阳系中发现了 大行星，其中地球位于距太阳较近的第三条轨道上。若地球距离太阳，则太阳光到达地球约需要 s。 4．2003年， 乘坐“神舟五号”载人飞船圆满完成了我国首次载人航天飞行，这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家之一；2004年中国启动 探测工程，并命名为“嫦娥工程”；2021年，“天问一号”探测器（如图甲）成功登陆 ，“祝融号”（如图乙）开始工作；同一年，我国又成功将“浚和号”太阳探测科学技术实验卫星送入预定轨道，标志着我国正式进入“探日时代”。 5．中国天文学发展历史非常悠久，如图是陈列在大洋湾景区内的青铜制“浑天仪”，是中国古代天文学重要成就。时至今日，人类从未停止对宇宙的探索。下列说法正确的是（    ） A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置是固定不变的 B．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统 C．地球是太阳系里一颗相对很小的行星 D．宇宙中天体在不停地运动，其中地球是宇宙真正的中心 五、板书设计： 见课堂小结 六、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.3 探索宇宙（教学设计） 【学业要求】 1. 物理观念： （1）了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，关注人类探索宇宙的一些重大活动； （2）知道人类对宇宙的探索将不断深入； （3）能调研人类探索宇宙的进展，并从物理学视角解释相关现象。 2. 科学思维： 通过查阅资料、交流分享等方式，能从物理学视角了解宇宙起源、黑洞、宇宙暗物质与暗能量、物质与反物质. 3. 科学探究： 能根据查阅资料的结果，追寻人类探索宇宙的进展，并与同学交流. 4． 科学态度与责任： （1）在查阅资料、交流分享的过程中，体会物理与人类探索宇宙的密切联系. （2）能欣赏在人类探索宇宙过程中的物理之美. 【重点难点】 学习重点：了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程，关注人类探索宇宙的一些重大活动。 学习难点：能调研人类探索宇宙的进展，并从物理学视角解释相关现象。 【器材准备】 相关的器材、视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 晴朗的夜晚，我们仰望天空会看到漫天繁星，璀璨而绚丽。这些星星是什么样的天体？宇宙有多大？带着这些问题，我们一起进入神秘的宇宙吧！ 让我们带着这个问题，我们学习与分子运动相关的内容。 二、合作探究： 探究一、探索太空 1.托勒密的“地心说”： 宇宙奥秘自古就是人类困惑并不断探索的焦点。古希腊人认为地球是宇宙的中心，其他星体绕地球运转。公元 140 年前后，托勒密（C. Ptolemaeus，约90—168）在前人观测和理论研究的基础上，发展了“地心说”，认为地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。 在很长的历史时期，人们都利用“地心说”宇宙模型解释并预测天体运动。这种理论还被当时的宗教当成不可背弃的教义之一，束缚人们的思想达千年之久。 2.哥白尼的“日心说”： 在16世纪中期，文艺复兴运动解放了人的思想，人们进入科学探索宇宙的伟大时代。哥白尼的“日心说”革新了人们对宇宙的认识。他认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕着太阳转动，月球是地球的卫星。“日心说”能更简洁地描述行星运动，更清楚地解释诸多天文现象。 “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。 3.开普勒理论： 开普勒（J. Kepler，1571—1630）根据前人的观测和研究，提出了太阳系行星运动的三大定律。 4.牛顿的理论： 牛顿在前人研究的基础上，运用开普勒行星运动定律和自己的研究成果，提出万有引力定律，并将相关成果写入《自然哲学的数学原理》。牛顿的万有引力定律是物理学的第一次大综合，将“地上的力”与“天上的力”统一起来，形成了以牛顿三大运动定律为基础的力学体系，为人类实现“飞天梦”奠定了理论基础。 5.莱布尼茨的理论： 莱布尼茨（G. W. Leibniz，1646—1716）及后来的众多科学家与哲学家进一步研究宇宙，提出了“什么是宇宙”“为什么有宇宙”等问题。面对这些问题，无论是理论还是实验方面，人类的探索从未停止。尤其是在量子力学与相对论提出后，人类在走出地球、探索宇宙的进程中取得了更大的成就。 6.飞出地球的“第一次”： （1）1957年，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。 （2）1961年，世界上第一艘载人宇宙飞船发射升空，苏联航天员加加林成功完成了人类第一次不绕地球的飞行。 （3）1969年，美国航天员阿姆斯特朗乘“阿波罗11号”飞船抵达月球，在月面上留下了人类的第一个足迹。 7.中国探索太空的“第一次”： （1）1970 年，我国第一颗人造地球卫星—“东方红一号”发射成功，开创了中国航天史的新纪元。 （2）杨利伟与“神舟五号”：2003年，杨利伟乘坐“神舟五号”载人飞船圆满完成了我国首次载人航天飞行。 （3）中国探月的“嫦娥工程”：2004年，中国正式启动月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”分为“绕”“落”“回”三个阶段。2019年，“嫦娥四号”成功在月球背面着陆，这是人类飞行器第一次登陆月球背面。2020年，“嫦娥五号”返回器携带1731g月球样品返回地球，首次实现了我国地外天体采样返回。 （4）火星与深空探测：2021年，“天问一号”测器成功登陆火星，探测器上搭载了我国首辆火星车“祝融号”截至2022年5月休眠时，“祝融号”火星车工作了350多个火星日，行程约2000m，获得了大量宝贵的科学探测数据。 探究二、人类探索永无止境 1.太阳系： 我们生活的地球是浩瀚星空中太阳系这个大家庭里一颗相对很小的行星。太阳系中除了太阳这颗唯一的恒星外，至今已发现还有八颗行星、290颗卫星、约130万颗小行星，以及数量可观的彗星和流星。 太阳系八颗行星部分近似数据 2.银河系： 银河系中有非常多像太阳这样的恒星（图12-27）。除太阳以外，距地球最近的恒星是半人马座的比邻星。它与地球之间的距离约为4×1013 km，光从比邻星出发大约需要4.2年才能到达地球。 3.河外星系： 在浩瀚的宇宙中，还有许多像银河系这样的星系。其中，仙女座河外星系是离银河系比较近的一个星系（图12-28）。从仙女座发出的光需要250万年才能到达地球，也就是说，我们在夜空中所见到的仙女座已是250万年前的仙女座了。 4.宇宙大爆炸： 宇宙是怎么诞生的呢？1948年，美国物理学家伽莫夫（G. Gamow，1904—1968）提出了热大爆炸宇宙模型（图12-30），该模型得到当今科学研究和观测数据的广泛支持。 该模型指出，宇宙诞生初期（约127亿年前）是一个密度极大、温度极高的奇点，并在极早期发生了非常快速的膨胀和冷却。爆炸之初，物质只能以电子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导致温度和密度很快下降，随之逐步形成原子核、原子、分子，随后出现气体。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，逐渐形成我们现在所看到的宇宙。 三、课堂小结： 四、当堂检测： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：5分钟；分值：100分） 1．宇宙由许多像银河系这样的星系组成的，离银河系比较近的河外星系是 ；除太阳系外，距离地球最近的恒星是 星；太阳系由 大行星、一些小行星和 等组成。 【答案】 仙女座河外星系 比邻 八 卫星 【详解】[1]河系外像银河系这么庞大的星系叫河外星系，目前已发现大约10亿个河外星系，银河系也只是一个普通的星系，仙女座河外星系是距离银河系最近的大星系。 [2]比邻星位于半人马座，距离地球约4.22光年，是目前发现离太阳系最近的恒星。 [3][4]太阳系的大行星由水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，八大行星，一些小行星和卫星等组成。 2．人们每天看到太阳东升西落，感受昼夜的变化，这就是人类初期认识宇宙后建立“ 说”的依据。随着观察的深入，感受四季的变化，人类逐渐认识到地球是绕着太阳转动的，从而提出了“ 说”。（均选填“地心”或“日心”） 【答案】 地心 日心 【详解】[1]古代人类观察到太阳每天东升西落、昼夜交替的现象，认为地球是宇宙中心，太阳等天体绕地球转动，因此提出“地心说”。 [2]随着人类对自然现象观测的深入，人类发现地球绕太阳转动能更合理地解释四季变化等现象，从而提出“日心说”。 3．迄今为止，太阳系中发现了 大行星，其中地球位于距太阳较近的第三条轨道上。若地球距离太阳，则太阳光到达地球约需要 s。 【答案】 八 500 【详解】[1]迄今为止，太阳系中发现了水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，共八大行星。 [2]地球距离太阳，则从太阳发出的光到达地球的时间 4．2003年， 乘坐“神舟五号”载人飞船圆满完成了我国首次载人航天飞行，这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家之一；2004年中国启动 探测工程，并命名为“嫦娥工程”；2021年，“天问一号”探测器（如图甲）成功登陆 ，“祝融号”（如图乙）开始工作；同一年，我国又成功将“浚和号”太阳探测科学技术实验卫星送入预定轨道，标志着我国正式进入“探日时代”。 【答案】 杨利伟 月球 火星 【详解】[1][2][3]根据物理学史和常识可知，2003年，杨利伟乘坐“神舟五号”载人飞船圆满完成了我国首次载人航天飞行，这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家之一；2004年中国启动月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”；2021年，“天问一号”探测器（如图甲）成功登陆火星。 5．中国天文学发展历史非常悠久，如图是陈列在大洋湾景区内的青铜制“浑天仪”，是中国古代天文学重要成就。时至今日，人类从未停止对宇宙的探索。下列说法正确的是（    ） A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置是固定不变的 B．我们认识到，宇宙是一个没有层次的天体结构系统 C．地球是太阳系里一颗相对很小的行星 D．宇宙中天体在不停地运动，其中地球是宇宙真正的中心 【答案】C 【详解】A．太阳是银河系中数以亿计恒星中的一颗普通恒星，恒星的位置也在变化之中，故A错误； B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故B错误； CD．宇宙中天体在不停地运动，银河系只是是宇宙的一个星系，地球是太阳系里一颗相对很小的行星，地球不是宇宙真正的中心，故C正确，D错误。 故选C。 五、板书设计： 见课堂小结 六、课后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$