内容正文:
第三章 广袤浩瀚的宇宙
七年级上册•浙教版
第1节 认识地球(1)
导入新课
1519年9月20日,麦哲伦船队从西班牙南海岸港又出发,环绕地球航行一周,历时1082天,成功返回出发地。
出发时船队由5艘船和260多名水手组成,回来时只剩下1艘船和18名水手。 环球航行极其艰难。那么,船队的环球航行具有什么意义?人们对地球形状的认识又经历了哪些过程?
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科学观念 知道地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体,了解地球的赤道半径两极半径、平均半径赤道周长和表面积等大小数据。
科学思维 能通过观察(如远去船只的船身先消失、月食时地球影子的弧形)和模拟实验(用篮球和木板模拟船只移动),推理地球可能是球体的结论。
探究实践 能参与地球形状的模拟实验,观察铅笔在篮球(模拟地球)和木板(模拟平面)上移动时的现象差异,分析实验结果。
态度责任 认识到人类对地球形状的认识是漫长且艰辛的过程(如麦哲伦船队环球航行的牺牲),理解科学进步需要循序渐进、重视观察与实证,培养开放求知的科学态度。
学习目标
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重点难点
重点 地球的形状(是两极稍扁、赤道略鼓的球体)和地球的大小(包括半径、周长、表面积等关键数据)。
难点 理解人类对地球形状的认识历程(从古代 “天圆地方” 的直觉认知,到毕达哥拉斯的球体猜想、亚里士多德通过月食的推断、麦哲伦船队环球航行的证实,再到 20 世纪卫星照片的确证)及各阶段的证据逻辑。
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1. 地球的形状
2. 地球的大小
3. 课堂总结
4. 练习与应用
5. 提升训练
学习内容
一、地球的形状
第1节 认识地球(1)
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麦哲伦环球航行
一、地球的形状
地球(Earth)是人类的家园。地球的形状是怎样的?人类很早就在探索地球,并提出过种种看法。今天,我们知道地球是一个球体,但人类对这个问题的认识却经历了漫长的历程。
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
古时候,由于人们活动范围很小,认知能力非常有限,对地球形状产生了很多不同的认识。古人往往凭经验和直觉认为,地球是宇宙的中心,太阳绕着地球转动,而地球是静止不动的,地是平的,整个大地也是平的。
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
为什么远去船只的船身比桅杆先消失?
是否说明地不是平的?有可能是球体的?
A
B
C
D
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实验方案 把篮球和木板置于同一水平视线上。把铅笔的头竖直朝下,分别由A向B和由C向D移动,观察铅笔的长度和铅笔头随位置的变化而发生的变化。
一、地球的形状
地球是球体的模拟实验
A
B
C
D
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实验现象 球面上远离时,铅笔头慢慢看不见了,铅笔变短;铅笔在木板表面上移动时,可以一直看到铅笔头,而且铅笔长度不变。
一、地球的形状
地球是球体的模拟实验
实验结论 铅笔在篮球球面上移动时,铅笔长度和铅笔头随位置的变化而发生变化;铅笔在木板表面上移动时,铅笔长度和铅笔头不会随位置的变化而发生变化。
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我们把篮球想象成地球,把铅笔想象成帆船,就成了图所示的景象了,从而可模拟地球是一个球体。
一、地球的形状
地球是球体的模拟实验
注意:模拟实验不能验证猜想
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
公元前6世纪,古希腊数学家毕达哥拉斯(Pythagoras)首先提出了地球是球体的猜想。地圆说具有重大的意义,从而促进新宇宙观的形成,推动人们直接观察和研究大自然,为自然科学的发展开辟了道路。
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
公元前4世纪,古希腊科学家亚里士多德(Aristotle)通过多次对月食的观察,发现大地投射到月球上的影子总是弧形的,由此,他推测地球是个球体。这是人类通过观察天象得出地球形状的推论,是人类认识世界的一大飞跃。
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
1519年,航海家麦哲伦(F. Magellan)率领船队,经过长达3年的海上航行,完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举。 他们用自身实践证实了地球是球体,结束了人们关于地"方"与地"圆"的争论,在人类的科学史上具有划时代的意义。
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
20世纪,人类发射人造地球卫星、载人航天器,从太空中拍到地球的照片,确证地球是一个球体,照片上面有蓝色的海和白色的云。苏联宇航员加加林(Y.Gagarin)是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球体的人。他看到的地球是一个蔚蓝色的美丽星球。人类对地球形状的认识随着科学技术的发展而不断提高。
公元前6世纪
首次提出地球是球体的猜想
公元前4世纪
首次根据月食推断出地球是球体
1519-1522年
麦哲伦环球航行证明地球是球体
20世纪
人类科技发展给完成了地球探索
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一、地球的形状
人类认识地球的历程
公元前6世纪
首次提出地球是球体的猜想
公元前4世纪
首次根据月食推断出地球是球体
1519-1522年
麦哲伦环球航行证明地球是球体
20世纪
人类科技发展给完成了地球探索
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一、地球的形状
思考与讨论
1.你还能列举验证地球是个球体的现象和方法吗?
(1)远去的帆船总是船身先消失,桅杆后消失
(2)站得高,望得远
(3)我们站在地面上总是看不到“天涯海角”
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一、地球的形状
思考与讨论
2.从人类认识地球形状的过程中,你得到什么启示?
1.科学进步是循序渐进的。从最初的平地说,到球形地球,再到椭球体,我们对地球形状的认识不断深化。这提醒我们要保持开放和求知的态度。
2.观察和实证很重要。比如麦哲伦的环球航行为球形地球提供了有力证据。这说明理论需要实践的检验。
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二、地球的大小
第1节 认识地球(1)
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二、地球的大小
那么这个球到底有多大? 人类生活的区域占据了球面上的多少面积? 在人们还没有能力环游地球的情况下, 如何测量地球约6378 km的大小呢?
公元前3 世纪,古希腊学者埃拉托色尼(Erat osthenes)确立了地球的概念,并用赤道周长约4×104km几何学方法定量地测定了地球的大小。
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
公元前3 世纪,古希腊学者埃拉托色尼(Erat osthenes)确立了地球的概念,并用赤道周长约4×104km几何学方法定量地测定了地球的大小。
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
地球的中心
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
埃拉托色尼假定地球是一个球体,同一时间在地球的不同地方,太阳光与地面的夹角是不同的。那么,只要测出两地的太阳光与地面的夹角的差和两地之间的距离,就可以算出地球的周长。
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
他听人说,在埃及的塞尼城(今为阿斯旺),夏至日正午的阳光可以直射到井底,表明太阳光正好直射在该处的地面。他又测出夏至日正午亚历山大一根垂直杆的杆长和影长,可算出太阳光与杆之间的夹角,再测出塞尼城到亚历山大的距离,这样他就算出了地球的周长。
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
埃拉托色尼算出这个夹角等于圆的1/50所以地球 的周长应该等于两座城市之间的距离乘50。他算出的地球周长的数值为25万希腊里,约合4×104km,与我们现在测得的数值非常接近。
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二、地球的大小
科学阅读|测量地球的周长
现代科学技术测量表明,地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为地球的大小6378km,两极方向的半径约为6357km,相差极小。地球的赤道周长约为4×104km。
地球的平均半径是6371km,表面积约为5.1亿平方km。
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二、地球的大小
科学计数法
对于很大或很小的数,可以用科学记数法来呈现。科学记数法是用 一个大于等于1,小于10的数乘以10 的指数来表示数。
长度单位换算:
1m= 1000mm= 1×103mm,
1mm= m=1×10-3m
地球的赤道周长约为:
40000km = 4×104 km
4 3 2 1
细胞的大小约为:
0 .000022m= 2.2×10-5 m
5 4 3 2 1
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二、地球的大小
科学计数法
假如初中学生的平均臂展1.5m,让大家沿着赤道
手拉手合抱地 球,大约需要多少名初中生?
地球赤道周长约为4万km,而一个中学生的平均臂长1.5m,因此需要的中学生数量为: = ≈26,666,667 人。
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二、地球的大小
科学计数法
既然地球是两极稍扁、赤道略鼓的球体,为什么
地球仪是正球体呢?
地球的赤道半径约为6378km,两极方向的半径约为6357km,仅差0.33%。因此,地球看上去是圆的。它的赤道周长约为4万km。如果我们把这个庞大的地球缩小,制成一个直径1m的地球仪,赤道半径只比极半径长约3mm。这点微小差别,在地球仪上是看不出来的。
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三、课堂总结
第1节 认识地球(1)
三、课堂总结
四、练习与应用
第1节 认识地球(1)
1. 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船将3名航天员顺利送入中国空间站。当宇航员在太空回望地球时,能看到的是( )
A.能辨方位的经纬网
B.倾斜的地轴
C.绕月球公转
D.巨大的球体
D
四、练习与应用
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【解析】
【分析】现在人们对地球的形状已有了一个明确的认识:地球并不是一个正球体,而是一个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体。
【解答】解:宇航员在太空中可以看到地球是一个巨大的球体;地球的地轴、经纬线都是人为定义的,实际并不存在;地球绕太阳公转。综上所述,选项D符合题意。
故选:D。
四、练习与应用
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2. 在海边观察远处驶来的轮船,会出现图中①至③所示的现象,这现象反映( )
A.地球是个球体
B.地球上洪水泛滥
C.海面在上升
D.海面是水平的
A
四、练习与应用
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【解析】
【分析】能证明地球形状是球体的例子很多,如离岸的船总是船身先消失,桅杆后消失、站得高,才能看得远、麦哲伦环球航行、月食、人造卫星拍摄的地球照片。
【解答】解:如图所示,在海边观察远处驶来的轮船,最先看到的是桅杆,后来又看到船身,这种现象反映的地理事实是地球是一个球体。
故选:A。
四、练习与应用
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3. 下列说法能证明地球是球体的是( )
A.从远方驶来的帆船总是先看到船身,再看到桅杆
B.地球仪可以证明地球是球体
C.哥伦布到达美洲大陆
D.站得越高,看得越远
D
四、练习与应用
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【解析】
【分析】地球是一个巨大的球体。今天,人们通过从宇宙空间发回的地球卫星照片,就能看清地球的真实形状。但是,在此之前,由于科学技术条件的限制,人们无法看到地球的全貌。对地球形状的认识,经历了漫长而艰难的探索过程。
【解答】解:从远方驶来的帆船总是先看到桅杆,再看到船身,故A错误;
地球仪是仿照地球的形状制作的,地球仪不能证明地球是球体,故B错误;
哥伦布到达美洲大陆不能证明地球是球体,故C错误;
站得越高,看得越远能够证明地球是球体,故D正确。
故选:D。
四、练习与应用
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五、提升训练
第1节 认识地球(1)
1. 人们对地球形状的认识经历了“天圆地方”、“球体”、“椭球体”等阶段。下列说法错误的是( )
A.科学是不断发展的
B.人类对科学的认识在不断提高
C.地球的自身形状在不断变化
D.科学可以改变人的观念
五、提升训练
C
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【解析】
【分析】自然界、社会和思维发展规律的知识体系。是在人们社会实践的基础上产生和发展的,是实践经验的总结。
【解答】解:人们对地球形状的认识经历了“天圆地方”、“球体”、“椭球体”等阶段。说明科学是不断发展的,科学可以改变人的观念,人类对科学的认识在不断提高,ABD正确;地球的自身形状没有变化,是科学的发展,人的认识在发生改变,C错误。
故选:C。
五、提升训练
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2. 一人从赤道上向正东走了200km,再向正北走了200km,又向正西走了200km,最后又向正南走了200km,此时他在( )
A.出发点
B.出发点的东面
C.出发点的西面
D.出发点的南面
C
五、提升训练
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【解析】
【分析】(1)在地球仪上,纬线的长度不等,赤道是最大的纬线圈,从赤道向北向南纬线的长度越来越短,在南北两极缩小为点.经线是连接南北两极并与纬线垂直相交的半圆,所有的经线长度都相等.
(2)地图上的方向有不同的表示方式.在有指向标的地图上,用指向标指示方向,指向标箭头的指向一般为北向;在有经纬网的地图上,用经纬网定向,纬线指示东西方向,经线指示南北方向;没有指向标与经纬网的地图,通常采用“上北下南,左西右东”的规定确定方向.
【解答】解:在地球仪上,纬线是与地轴垂直并且环绕地球一周的圆圈,纬线的长度不等,赤道是最大的纬线圈。一人在赤道上依次向正东、正北、正西、正南各走200千米,仿佛回到原点,但要知道纬线圈的长度都不相等,赤道是最大的纬线圈,向南向北纬线越来越短,因此从赤道出发,向正东走、再向正北走时,纬线圈变短,再向西走时,由于纬线圈变短,因此就会偏西些,所以顺着经线向南走,就会发现处于原点的西面,故C正确。故选:C。
五、提升训练
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3. 微信启动页的照片素材是NASA在全世界范围公开的第一张完整的地球照片,名为“蓝色弹珠”。下列描述中错误的是( )
A.地球是一个两极稍扁,赤道略鼓的球体
B.地球赤道周长约4万千米
C.地球大气层中与人类最密切的平流层最显著的特点是强烈的对流运动
D.在南极上空看到地球顺时针自转
C
五、提升训练
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【解析】
【分析】现在人们对地球的形状已有了一个明确的认识:地球并不是一个正球体,而是一个两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体。经过测量,地球的极半径为6357千米,赤道半径为6378千米,地球的平均半径为6371千米,地球表面积为5.1亿平方千米,最大周长约4万千米。对流层的显著特点,气温随高度升高而递减,由于贴近地面的空气受地面发射出来的热量的影响而膨胀上升,上面冷空气下降,故在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名。
【解答】解:地球是一个两极稍扁,赤道略鼓的球体;地球赤道周长约4万千米;地球大气层中与人类最密切的对流层最显著的特点是强烈的对流运动;地球自转方向是自西向东,在南极上空看到地球顺时针自转。
故选:C。
五、提升训练
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