1.1地球的宇宙环境（教学课件）地理湘教版2019必修一

湘教版必修一 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 课程标准 学习目标 运用资料，描述地球所处的宇宙环境。 1.在多层次天体系统的知识背景下，了解地球所处的宇宙环境。 2.根据生命存在的基本条件，综合分析地球上存在生命的原因，提升综合思维。 3.通过对地球生命存在条件的探究，了解自然环境对人类生存的重要意义，树立人地协调观。 学习重点：多层次的天体系统。 1 学习难点:分析地球上生命存在的条件。 2 课时:1 3 目录 01 人类对宇宙的认识 02 多层次的天体系统 03 特殊行星：地球 01 人类对宇宙的认识 课堂导入 一、人类对宇宙的认识 在人类发展初期，人们往往只能凭自己的直觉认识世界 1609年，伽利略制作了一架望远镜。这架望远镜得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。 1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代。 探究新知 一、人类对宇宙的认识 2021年，我国自主研发的“天问一号”着陆火星，迈出了我国星际探测征程的重要一步，探索和开发宇宙的能力不断增强。 500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，于2016年9月25日落成。截至2021年3月29日，500米口径球面射电望远镜已发现300余颗脉冲星 神州号飞船1999年在酒泉首次发射升空，是中国第一种载人航天器. 2024年，神十八发射。 探究新知 1、探测手段 LAMOST望远镜（郭守敬） （Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope） 02 光学观测 折反射望远镜 嫦娥三号探测器 04 空间观测 国际空间站 FAST——中国“天眼” （Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope） 03 射电观测 40米射电望远镜 一、人类对宇宙的认识 01 01 肉眼观测 探究新知 01 古代“盖天说” “浑天说” 02 公元2世纪古希腊天文学家托勒密提出“地心说” 03 公元16世纪波兰天文学家哥白尼提出“日心说” 公元18世纪天文学家提出“星系”一词 04 20世纪60年代以来大型天文望远镜的使用及空间探测技术的发展，宇宙大爆炸假设理论提出 05 目前可观测宇宙的半径约为137亿光年 2、认识历程 06 探究新知 一、人类对宇宙的认识 宇宙到底有多大呢？ 古代：上下四方曰宇 古往今来曰宙 现代：宇宙是所有时间、空间和物质的总和 。 可见宇宙：天文学家把人类目前已经观测到的有限宇宙，叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙,其半径约137亿光年。 光年：天文学中的距离单位，一光年约等于9.4605×𝟏𝟎𝟏𝟐千米. 探究新知 2、认识历程 一、人类对宇宙的认识 阅读下列材料，完成相关任务。 光年是天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。在真空中，光速约3×千米/秒，所以1光年约等于9.4605×千米。 1.可观测宇宙的半径约为多少光年？折合多少千米？ 2.日地平均距离约为1.5亿千米。算一算，太阳光到达地球约需多少时间？可观测宇宙的半径约为日地平均距离的多少倍？ 探究活动一 阅读下列材料，完成相关任务。 光年是天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。在真空中，光速约3×千米/秒，所以1光年约等于9.4605×千米。 1.可观测宇宙的半径约为多少光年？折合多少千米？ 2.日地平均距离约为1.5亿千米。算一算，太阳光到达地球约需多少时间？可观测宇宙的半径约为日地平均距离的多少倍？ 137亿光年 500秒 1.2961×千米 8.64×倍 探究活动一 观看视频和阅读教材第9页“探索宇宙”讨论我国建造500米口径球面射电望远镜（FAST)对人类探索宇宙具有哪些意义？ 探究活动二 见下页视频👇 探究活动二 观看视频和阅读教材第9页“探索宇宙”讨论我国建造500米口径球面射电望远镜（FAST)对人类探索宇宙具有哪些意义？ 随着科学技术的发展， 人类的视野逐渐拓宽， 探索和开发宇宙的能力不断增强 那人类观测到宇宙中存在哪些物质？ 02 多层次的天体系统 1.天体 天体 宇宙中恒星 星云、行星 卫星、彗星等各种物质的统称。 星云 卫星 流星 恒星 彗星 行星 探究新知 二、多层次的天体系统 19 2.恒星 由发光等离子体——主要是氢、氦和微量的较重元素构成的巨型球体。太阳，是离地球最近的恒星。 探究新知 二、多层次的天体系统 3.行星 行星是指环绕恒星运行、质量足够大、呈球形或近似球形，并能通过引力清空附近碎物的天体。 金 星 水 星 地 球 火 星 木 星 土 星 天 王 星 海 王 星 探究新知 二、多层次的天体系统 卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体。 探究新知 4.卫星 二、多层次的天体系统 星云是由气体和尘埃物质组成的云雾状天体。星云的密度小，体积和质量都很大。一个普通星云的半径一般在10光年以上，质量至少相当于上千个太阳。 仙女座大星云 草帽星云 探究新知 5.星云 二、多层次的天体系统 彗星是绕太阳运行的一种天体，体积大，密度很小，具有云雾状 探究新知 6.彗星 二、多层次的天体系统 运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块叫流星体。 探究新知 6.流星体 二、多层次的天体系统 主要包括太空中运行的人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、天空实验室等 探究新知 7.人造天体 二、多层次的天体系统 一看位置：是否位于地球大气层之外，独立存在于宇宙中，进入地球大气层或落回地面的物体不属于天体。 二看特征：必须是宇宙间的物质，一些自然现象不属于天体，如流星现象不是物质，不是天体。 三看运转：是否在一定的轨道上独立运转，依附在其他天体上运行的物体不属于天体，如在火星上考察的勇气号火星探测器就不属于天体。 方法技巧：天体的判断依据“三看法” 天体 天体 天体 天体 天体 天 体 天 体 吸引 绕转 天体系统 通过动画，演示天体与天体之间相互绕转相互吸引构成天体系统。 28 宇宙中的天体都在运动着。运动着的天体因互相吸引和互相绕转，形成天体系统。 地月系 太阳系 银河系 2.天体系统 探究新知 根据下图描述地球所在的天体系统，并说出地球所处的天体系统共分几级？尝试自己绘制天体系统示意图？ 探究新知 二、多层次的天体系统 天体系统的层级 探究新知 二、多层次的天体系统 1.运动着的天体。 2.相吸引和互相绕转。 方法技巧：天体系统的形成条件 二、多层次的天体系统 阅读课本P10、P11内容，思考并回答以下问题：  ①银河系天体有哪些？银河系中由尘埃和气体组成的云雾状天体是什么？ ②试着描述银河系的形状、大小等。  ③与银河系同级别的天体是什么？它们的组成以及数量如何？  银河系和河外星系 探究活动三 银河系与河外星系主要由恒星等比较大的天体组成。恒星之间的距离十分遥远。 例如：距离太阳最近的恒星（比邻星），距离约为4.2光年。 银河系中很多由尘埃和气体等组成的云雾状天体，称为星云。 哇噻！！！惊不惊喜？刺不刺激？ 比邻星是除太阳外，距离地球最近的恒星。我们现在看到的比邻星，是它四年多前的形象。当我们向太空极目远眺时，从时间上说，我们看到的是过去。 银河系和河外星系 探究活动三 34 银河系 5万光年 2.6万光年 太阳  银心 + 1000多亿颗恒星等组成的铁饼状扁平外形天体系统 直径约10万光年，中心厚度约1.2万光年。 所有恒星都环绕银心旋转 太阳距银心约2.6万光年，绕银心一周约2.5亿年。 银河系和河外星系 探究活动三 35 银河系外许许多多看似星云的天体，是与银河系同级别恒星系统，称为河外星系。 迄今为止 人类观测到的河外星有数百亿个 大多由几十亿到上万亿颗恒星组成 直径从几千光年到几十万光年不等 银河系和河外星系 探究活动三 太阳系和地月系  阅读课本P12内容，思考并回答以下问题：  ①太阳系中距离太阳由近及远的八颗行星分别是什么？ ②结合“环绕太阳运行的天体”内容，分析太阳系中的行星是如何分类的。 ③为什么月球总是一面对着地球？月光是怎么产生的？  探究活动四 太阳系组成： 太阳、行星 、矮行星、卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等太阳系小天体。 太阳系 太阳质量： 约占整个太阳系99.86%。 太阳系和地月系  探究活动四 38 太阳系 环绕太阳运行、质量足够大、呈球形或近似球形，能通过引力清空轨道附近碎物的天体。 行星 绕太阳轨道运行，质量足够大，呈球形或近球形，不是一颗卫星，不能清空轨道附近的区域。（以冥王星为代表） 矮行星 其他环绕太阳运行但不符合行星和矮行星条件的天体，主要包括小行星、彗星、流星体和行星际物质。（小行星带位于火星轨道和木星轨道之间） 太阳系小天体 太阳系和地月系  探究活动四 39 水 星 金 星 地 球 火 星 类地行星 巨行星 木 星 土 星 远日行星 天王星 海王星 运动特征：同向性 共面性 近圆性 注意：存在小行星带 太阳系 从八颗行星的结构特征和运动特征来看，地球是太阳系中的一颗普通行星。 太阳系和地月系  探究活动四 地月系 太阳系和地月系  探究活动四 41 指地球与其卫星月球组成的天体系统 环绕地球公转的同时也在自转。 公转、自转方向和周期一样，月面固定。 本身不发光，月光是反射的太阳光。 留给人们最深的印象是月亮的盈亏变化。 观察月相 月亮盈亏变化而出现的各种形状，称为月相。月相的变化是有周期性的。从农历初一开始，观察一个月内月亮的形状及其在天空中位置的变化。活动过程如下： 1.选择住所地附近便于观察的场地。 2.了解当地每天月亮出没的大致时间，制定逐日观察计划。 3.逐日逐次观察并记录月亮在天空中的方位、地平高度和亮面凸出方向，绘出观察时的月相草图，记录准确日期。 4.分析总结月相变化规律。 探究活动五 新月峨眉月 残月峨眉月 亮面在右（西边） 亮面在左（东边） 观察月相 探究活动五 上弦月 下弦月 亮面在右（西边） 亮面在左（东边） 观察月相 探究活动五 满月 凸月 观察月相 探究活动五 农历上半月傍晚可见的月亮 观察月相 农历下半月清晨可见的月亮 观察月相 探究活动五 通过观察我们发现： 初一月黑头，十五月亮圆。 你能根据前面的图片，总结出月相的规律么？ 观察月相 探究活动五 上上西西（上弦月在上半夜的西方天空，月亮的凸面向西） 下下东东（下弦月在下半夜的东方天空，其凸面向东） 观察月相 探究活动五 探究活动五 观察月相 探究活动五 观察月相 初一新月不可见，只缘身陷日地间。 初七初八上弦月，半轮圆月朝西面。 满月出在十五六，地球一肩挑日月。 二十二三下弦月，月面朝东下半夜。 探究活动五 观察月相 课堂练习 （24-25高一下·贵州·阶段练习）2022年1月27日，国际权威期刊《自然》发表一项研究成果，中外科学家首次发现一颗自发光的新天体，距离太阳约4200光年。据此完成下面小题。 1．推测该天体属于（   ） A．行星 B．恒星 C．彗星 D．卫星 2．该新天体位于（   ） A．银河系 B．河外星系 C．地月系 D．太阳系 （24-25高一上·福建泉州·期末）2023年3月24日，“月掩金星”亮相天宇。“月掩金星”是月球恰好公转到金星和地球的中间，金星、月球、地球呈一条直线时发生的天象。图1示意部分天体及公转轨道；图2示意当日月相。完成下面小题。 3．与地球相比，金星（   ） A．表面温度更高 B．质量体积更大 C．大气含氧更高 D．公转轨道更长 课堂练习 4．本次“月掩金星”发生时，金星和月球可能分别位于（   ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 课堂练习 （24-25高一上·福建泉州·期末）2023年3月24日，“月掩金星”亮相天宇。“月掩金星”是月球恰好公转到金星和地球的中间，金星、月球、地球呈一条直线时发生的天象。图1示意部分天体及公转轨道；图2示意当日月相。完成下面小题。 5．当日约为农历（   ） A．初一 B．初三 C．初八 D．廿三 （24-25高一上·福建泉州·期末）2023年3月24日，“月掩金星”亮相天宇。“月掩金星”是月球恰好公转到金星和地球的中间，金星、月球、地球呈一条直线时发生的天象。图1示意部分天体及公转轨道；图2示意当日月相。完成下面小题。 课堂练习 （2019·浙江·高考真题）月球表面既无大气，又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。 图1为地月系示意图，图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。完成下列各题。 6．图2时刻，月球可能位于轨道上的位置是A．① B．② C．③ D．④ 课堂练习 7．嫦娥四号在月面上可观察到A．地球遮住银河系的光芒 B．流星拖着亮线飞过头顶C．太阳在月面上西升东落 D．水星金星太阳同在星空 （2019·浙江·高考真题）月球表面既无大气，又无液态水。我国“嫦娥四号”是人类首次成功着陆于月球背向地球一面的航天器。 图1为地月系示意图，图2为某时刻月球远离地球的一端看到的太阳系中的明亮天体。完成下列各题。 课堂练习 03 特殊行星—地球 地球是太阳系中一颗特殊的行星根据人类目前所掌握的宇宙信息地球是八颗行星中唯一存在高级智慧生命的星球 三、特殊的行星-地球 想一想，地球为何存在生命呢？ 观看视频，完成活动题 三、特殊的行星-地球 名称 与太阳的距离 (×106千米) 赤道半径 (千米) 质量 体积 平均密度 (克/厘米3) 自转周期 (天) 公转周期 (年) 表面温度 (K) 已知卫星数 (个) 水星 57.90 2439.70 0.06 0.06 5.43 58.79 0.24 440 0 金星 108.20 6051.80 0.82 0.86 5.24 243.69 0.62 737 0 地球 149.60 6378.14 1.00 1.00 5.51 1.00 1.00 288 1 火星 227.90 3396.20 0.11 0.15 3.39 1.03 1.88 210 2 木星 778.57 71492.00 317.83 1321.33 1.33 0.42 11.86 112~165 79 土星 1433.53 60268.00 95.16 763.59 0.69 0.45 29.46 84~134 62 天王星 2872.46 25559.00 14.54 63.08 1.27 0.72 84.01 53~76 27 海王星 4495.06 24764.00 17.15 57.74 1.63 0.67 164.79 55~72 14 教材16页读下表，结合所不知识，完成相关任务。 （1）地球上拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气。这些条件被科学家称为 “金锁链条件”试从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具备这些有利条件的原因。 （2）除地球外，太阳系中可能存在生命的行星是哪个？简要阐述判断理由。 （3）太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定，而太阳的稳定又有利于地球上生命的产生和演化。假如太阳的光照条件变得极不稳定，地球上将会出现怎样的情形？试对你的答案做出解释。 探究活动六 （1）地球上拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气。这些条件被科学家称为“金锁链条件”试从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具备这些有利条件的原因。 自身条件 日地距离适中 适当的自转周期 体积和质量适中 适宜的温度 液态水 适合生物呼吸的大气 生命存在 探究活动六 （2）除地球外，太阳系中可能存在生命的行星是哪个？简要阐述判断理由。 火星(或水星、金星），从质量、体积、平均密度、自转周期、与太阳的距离等方面和地球对比。 火星 ①与地球距太阳的距离相近； ②与地球的体积相近； ③拥有与地球类似的大气层，虽然含氧量稀少，但可以通过改造而达到同样的含量； ④火星两极上存在固态水，甚至存在液态水。 探究活动六 （3）太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定，而太阳的稳定又有利于地球上生命的产生和演化。假如太阳的光照条件变得极不稳定，地球上将会出现怎样的情形？试对你的答案做出解释。 假如太阳光照变得极不稳定，会导致地球整体自然环境也变得极不稳定。若发生在生物形成初期，会导致生物进化中断；若发生在现在或将来，会导致生物大量灭绝，甚至危及人类生存。 探究活动六 总结地球存在生命的条件 稳定的太阳光照 太阳处于中年，状态稳定 大小行星各行其道，互不干扰 安全的宇宙环境 外部条件 探究活动六 67 适宜的温度 日地距离适中，公转、自转周期适中 适合生物呼吸的大气 体积、质量适中 存在液态水 地球内部放射性元素衰变，原始地球重力收缩产生水汽，形成降水 地球存在生命的条件 内部条件 探究活动六 68 地球存在生命的条件 探究活动六 试想一下，如果你要尝试去其他星球寻找外星人，那该星球应该具备哪些基本条件才有可能存在外星人呢？ 液态水、适合呼吸的空气、适宜的温度…… 探究活动六 方法技巧：分析行星存在生命的思路 课堂练习 （24-25高一上·湖南湘潭·期末）2024年5月3日,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,开启世界首次月球背面采样返回之旅。5月8日,其顺利进入环月轨道飞行;6月2日,嫦娥六号成功着陆月球背面;6月25日完成月壤(带回1935.3g)采样等一系列任务后顺利返回。据此完成下面小题。 8．下列事物属于天体的是（   ） A．5月3日发射前的探测器 B．5月8日环绕月球的探测器 C．6月2日着陆后的探测器 D．6月25日返回地球的探测器 课堂练习 （24-25高一上·湖南湘潭·期末）2024年5月3日,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,开启世界首次月球背面采样返回之旅。5月8日,其顺利进入环月轨道飞行;6月2日,嫦娥六号成功着陆月球背面;6月25日完成月壤(带回1935.3g)采样等一系列任务后顺利返回。据此完成下面小题。 9．与地球表面土壤相比,月壤形成的环境（   ） ①昼夜温差较小②昼夜温差较大③太阳辐射弱④太阳辐射强 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 课堂练习 （24-25高一上·湖南湘潭·期末）2024年5月3日,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,开启世界首次月球背面采样返回之旅。5月8日,其顺利进入环月轨道飞行;6月2日,嫦娥六号成功着陆月球背面;6月25日完成月壤(带回1935.3g)采样等一系列任务后顺利返回。据此完成下面小题。 10．月壤的分析结果证明月球无生命存在,其主要判断依据是月球（   ） A．距太阳太近,没有水 B．没有足够的水,没有大气 C．没有大气,温度太低 D．距离太阳太远,温度太低 （24-25高一上·广东梅州·期末）木卫二，又称欧罗巴，体积大小与月球相似，表面覆盖着一层厚厚的冰，被视为在太阳系内寻找地球以外生命存在条件的最佳地点之一。2024年10月14日，“欧罗巴快帆船”号探测器在美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，预计2030年4月到达木星。据此完成下面小题。 11．“欧罗巴快帆船”号到达木星过程中将必须经过的行星轨道是（   ） A．水星 B．火星 C．土星 D．海王星 12．木卫二被视为探索地外生命目的地，其主要原因是（   ） A．宇宙环境安全 B．太阳辐射强烈 C．平均气温适宜 D．可能存在海洋 课堂练习 13．（24-25高一上·江西宜春·阶段练习）阅读图文材料，完成下列要求。 太阳系中八大行星各具特色。天亮前后，东方地平线上有时会看到一颗特别明亮的“晨星”—金星，人们称它为“启明星”。金星被厚厚的大气层（CO2）包围，是太阳系中最热的行星。下图为太阳系部分行星绕日公转示意图。 (1)推测金星是太阳系中温度最高行星的原因。 (2)简述与地球相比，金星无高级智慧生命存在的原因。      (1)距离太阳近，获得的太阳辐射量多； 被厚厚的 CO2，大气层包围，保温作用强。 (2)距离太阳近，太阳辐射强，温度过高； 大气层由CO2组成，不利于生物呼吸； 表层无液态水存在。 课堂小结 课后作业 2024年9月5日第二届深空探测国际会议上，天问三号总设计师透露，我国天问三号任务计划在2028年前后完成两次发射任务，并实现火星样品返回地球。火星表面有稀薄的大气，密度相当于地球的百分之一，以二氧化碳为主，火星上的风速可达每秒180米，这几乎是地球上特大台风风速的三倍多。火星地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，沙尘悬浮其中，常有沙尘暴发生。目前，火星正是远离地球的时候，地火的距离达到了3.18亿公里。从地球上发射出的无线电信号以光速传播，也要17.7分钟的时间才能抵达火星。因此，探测器完全依靠自主降落火星。下图为我国火星探测标识“揽星九天”示意图。 1.根据材料推测：在对火星表面探测过程中，探测器着陆时可能面临的困难？ 2.“撰写一篇关于火星移民可行性的报告”。 参考答案： 火星表面风速大，探测器安全着陆难度大；火星表面砾石遍布，探测器平稳着陆难度大；火星常发生沙尘暴，对探测器干扰大。 THANKS 感谢观看 Lavf58.12.100 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