第3节 人类对宇宙的探索 第2课时（教学课件）科学浙教版2024七年级上册

该初中科学课件聚焦现代宇宙学说，核心知识点包括哈勃定律、宇宙膨胀及大爆炸理论。课堂导入通过“宇宙从哪里来”等问题链与星系图片引发思考，引导学生分析星系退行数据，逐步建构从现象到规律再到理论的学习支架。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过分析星系退行速度数据推理规律，用气球模拟实验建构宇宙膨胀模型，结合科学家理论脉络小结。帮助学生形成科学观念，提升证据推理能力，教师可借助清晰逻辑与实例高效开展教学。

第3节 人类对宇宙的探索 第2课时 第3章 广袤浩瀚的宇宙 浙教版七年级上册 知识目标 认识宇宙的起源和演化历史; 建构宇宙大爆炸理论模型。 1 通过数据、图像分析得出哈勃定律。 2 能基于证据与解释， 逐步建构宇宙热大爆炸理论。 3 素养目标 通过了解现代科学家的理论研究和天文学家的天文观测，认识宇宙的起源和演化历史；知道宇宙模型的不断更迭和现代宇宙正在不断地膨胀，形成初步的空间宇宙观。 科学观念 通过读图，分析、归纳得出星系运行规律；通过实验模拟、逻辑推理、理论辨析等，建构宇宙的静态模型、膨胀模型和大爆炸宇宙理论模型。 科学思维 通过读图，分析、归纳得出星系运行规律；通过实验模拟、逻辑推理、理论辨析等，建构宇宙的静态模型、膨胀模型和大爆炸宇宙理论模型。 探究实践 课前导入 宇宙中还有适合人 类生存的家园吗？ 宇宙从哪里来？ 宇宙将向何处去？ 宇宙有多大？ 宇宙有中心吗？ 创生之柱 车轮星系 目前，人们对宇宙已经有了一定的认识，但还有许多奥秘等待着我们去发现，请自主思考并说出你感兴趣的、想去探索的问题？ 新恒星孕育的摇篮 一个相互作用星系 课前导入 现代宇宙学说 PART 1 探究新知 新知讲授 浩瀚的宇宙中有各种不同的天体，这些天体又组成了大小不同的天体系统。我们看到的宇宙就是由各种不同的天体系统组成的。科学家借助现代望远镜， 揭示了宇宙中的许多奥秘。 什么是黑洞？ 什么是超新星爆发？ 有外星人吗？ 研究宇宙的性质、结构和演化 （诞生、演化和死亡)的科学。 宇宙学 新知讲授 探索活动 1.牧夫座星系离地球有多远？ 它的退行速度有多大？ 2.哪个星系的退行速度最大？ 哪个星系离地球最近？ 3.星系距离地球的远近与其退行速度有什么关系？ 4.请预测距离地球50亿光年的星系的退行速度？ 5 75000 图3.3-4不同星系的退行速度 2.5 新知讲授 随着时代的进步，先进科学仪器的发明，对观察宇宙更加有利。 哈勃望远镜 哈勃望远镜拍摄到的星空 说一说哈勃发现星系运动的特点 新知讲授 哈勃定律：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。 其中为星系退行速度，为星系到观察者的距离，为哈勃常数。 新知讲授 思考讨论 1.哈勃定律反映了宇宙的整体性，展示了宇宙正在怎样变化中？ 2.几乎所有的星系都在退行，是否意味着地球处于宇宙的中心？你能借助怎样的实验进行模拟呢？ 新知讲授 建立星系运动模型 1.准备一只气球，在其表面画上一些小圆点。 2.用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大。 3.观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。 4.如果这些小圆点代表星系，那么，这些原先靠得很近的星系之间的距离增大了吗? 活动 实验表明，宇宙扩张，不管是哪个“星系”，其他“星系”都在不断地离它而去。宇宙的膨胀是没有中心的膨胀。 新知讲授 哈勃眼中的宇宙 发现1、所有的星系都在远离我们而去。 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快。 发现3、星系间的距离在不断地扩大。 按照哈勃的说法，你是怎样理解哈勃定律中关于星系运动的特点？ 星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。 新知讲授 1.谁最早提出了时空的概念？并指出每个事件由几个坐标来进行描述？ 2.依据研究对象的不同相对论分为哪两种？ 3.爱因斯坦将广义相对论用于宇宙研究，建立了一个怎样的宇宙模型？ 爱因斯坦 4个（3个空间坐标和1个时间坐标） 狭义相对论和广义相对论 新知讲授 （1）爱因斯坦承认自己犯下的一个大错误是什么？ （2）从中你受到怎样的启示？ 阿尔伯特·爱因斯坦建立了广义相对论后，意识到要将整个宇宙作为对象来研究，并将广义相对论作为研究宇宙的理论。宇宙论在落寞了几百年后，又开始回复了生机。爱因斯坦坚信整个宇宙是一个和谐的整体。于是，爱因斯坦提出了有限无边、静态的宇宙模型。他认为，宇宙整体上应该是静态的。为此，他在方程中加了一个宇宙常数，以维持宇宙的静态。当宇宙膨胀的语言被证实后，爱因斯坦为这一发现而欢呼，并承认自己在宇宙模型中人为地引入宇宙常数，是他人生中犯下的一个大错误。 新知讲授 我们是否可以做出这样的推断：宇宙在不断膨胀，这意味着过去的 宇宙比现在小。那么，时间越往前，宇宙中的星系之间的距离是否必然越小？再往前倒退至某一时间，宇宙是否密集在一个点上？ 思考与讨论 新知讲授 宇宙在不断膨胀 过去的宇宙比现在小 时间越往前，星系之间的距离越小 再往前倒退至某一时间，宇宙就该密集在一个点上 1948年，加莫夫等人建立的元素生成理论，为宇宙起源的大爆炸理论奠定了基础。宇宙大爆炸理论认为，宇宙起源于极高温、极高密度的“奇点”的大爆炸。之后宇宙不断膨胀、温度不断下降， 生成各种物质，形成各种星系，演化成今天的宇宙， 今天的宇宙仍将继续膨胀下去。 新知讲授 新知讲授 测到来自空间各个方向的辐射，对应温度约为2.73k，与理论预测温度非常接近。 理论预言 大爆炸使宇宙中充满了辐射，随着宇宙膨胀、降温，当今宇宙中仍充满着大爆炸残留的辐射，对应的温度约为5k（k为热力学温度单位）。 宇宙大爆炸理论 该理论得到了广泛的认可，成为宇宙学中的标准模型。但宇宙的研究并没有结束，即使是标准模型，也面临着多方面的挑战。 宇宙大爆炸理论合理吗？ 理论预测的结果与实际观测的结果相一致，理论才能被人们接受。 新知讲授 宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙大爆炸理论成功地解释了很多观测事实。因此，宇宙大爆炸理论已成为被人们广为接受的一种宇宙起源学说。 新知讲授 1.宇宙演化年表中，重要的物质与能量演化事件有哪些？ 2.宇宙大爆炸理论是描述宇宙从什么到什么状态的模型？ 宇宙形成的理论之一 大爆炸宇宙论 大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 新知讲授 课堂小结 现代宇宙学说 哈勃 爱因斯坦 广义相对论 静态的宇宙模型 哈勃定律 宇宙正在不断地膨胀 加莫夫 元素生成理论 宇宙大爆炸理论 典例分析 1．我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验,以下各实验步骤所描述的星系运动特点中,错误的是(　　) A.在气球表面画上的这些小圆,是模拟宇宙中的星系 B.给气球充气,使气球不断地胀大,是模拟宇宙的膨胀 C.观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动 D.气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙快一些 D 详解：宇宙在膨胀时，紧邻的星系分离速度慢一些。因此气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙慢一些，D.错误 感受真题 2．（24-25七年级上·浙江宁波·期末）2024年天文学家发现了一个奇特的宇宙结构叫大环。它是一个由大量星系和星系团构成的环状结构，是有史以来观测到的宇宙中最大的结构。下列关于宇宙说法错误的是（　　） A．银河系是一个旋涡星系，从上往下看，能看到银河系的旋涡结构 B．大环中存在许多像太阳一样的恒星 C．宇宙大爆炸理论是被人们广泛接受的完整科学理论 D．随着科学技术的发展，人类观测到的宇宙将越来越接近它真实的样子 详解：A．银河系是一个典型的旋涡星系，从上方俯视银河系，确实能够看到其呈现出旋涡状的结构，故A正确，不符合题意； B．大环是由星系和星系团构成的宇宙结构，而星系本身包含大量恒星，如银河系有上千亿颗恒星。太阳是银河系中一颗普通恒星，其他星系中必然存在类似太阳的恒星。故B正确，不符合题意； C．宇宙大爆炸理论是目前解释宇宙起源和演化的主流模型，有观测证据支持，如宇宙微波背景辐射、轻元素丰度、哈勃膨胀等。但它并不是一个完整无缺的科学理论，这一理论仍然存在一些尚未解决的问题和谜团，例如暗能量、暴胀理论等问题尚未完全解决，还需要进一步的研究和探索来完善。故C错误，符合题意； D．科技发展使得望远镜升级、探测技术的进步使人类能观测到更遥远的星系、更早的宇宙时期。尽管受光速限制（可观测宇宙半径约465亿光年），但观测技术的进步会不断揭示更多宇宙细节，人类观测到的宇宙将越来越接近它真实的样子。故D正确，不符合题意。 C 教师寄语 第3章 广袤浩瀚的宇宙 浙教版七年级上册 愿你在广袤无垠的宇宙中尽情探索。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $