第1节 人类对宇宙的认识（培优教学课件）科学浙教版九年级下册

该初中科学课件围绕“人类对宇宙的认识”，系统呈现从古代神话宇宙观到地心说、日心说，再到现代大爆炸宇宙论的发展脉络。课堂导入通过问题驱动、视频欣赏和“想一想”互动，搭建从神话想象到科学认知的学习支架，帮助学生建立知识逻辑链。 其亮点在于注重科学思维与探究实践，通过气球充气模拟星系运动模型，引导学生直观理解宇宙膨胀（科学思维），结合哥白尼、伽利略等科学家故事培养勇于探索的科学态度（态度责任）。资料含视频资源、实验活动及分层练习，能提升学生科学观念与探究能力，也为教师提供丰富教学素材，助力高效教学。

第一章 演化的自然 九年级上册•浙教版 第1节 人类对宇宙的认识 巨大的红色恒星慢慢地暗淡，在宇宙中逐渐消逝；新星从一团星云中脱颖而出，放出耀眼的光亮……它们是否在告诉我们，宇宙也有“生命”？ 原始的海洋曾经孕育出无数微小的生命；曾经盛极一时的恐龙只能在坚硬的岩石中留下它们的身影。这一切都在倾诉着不断演化的自然界的故事。 地球是怎样诞生的？生物又是怎样演化的？ 导入新课 宇宙是怎样诞生的？宇宙最终是否会走向终结？对于这些问题，人类在很早的时候就开始探索，出现过多种多样的说法。 视频欣赏——宇宙是怎样诞生的？ 导入新课 想一想 你能解释宇宙的含义吗？ 四方上下曰宇,“宇”指空间；古往今来曰宙,“宙”指时间。 宇宙是由许多类似于银河系一样的河外星系组成。宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和各类天体。 什么叫宇宙？ 学习目标 1. 了解人类认识宇宙的过程 2. 掌握地心说和日心说的主要内容 3. 理解现代宇宙学说，大爆炸宇宙论 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 人类对宇宙的认识 重点难点 重点 1. 从地心说到日心说、现代宇宙学说三个方面来介绍宇宙的起源。 2. 知道宇宙膨胀的现象和证据，了解大爆炸宇宙论的主要观点。 难点 通过建立星系运动模型，能够准确地说出星系运动的特点。 1. 古代人的宇宙观 2. 从地心说到日心说 3. 现代宇宙学说 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 人类对宇宙的认识 一、古代人的宇宙观 第1节 人类对宇宙的认识 一、人类对宇宙的认识 世界不同的民族和文化，形成了许多有关宇宙创始的神话传说。 1、我国的“盘古开天地”： “盘古开天辟地”的传说：宇宙原来是混沌的一团气，后来盘古用神斧把这一团混沌气劈开，轻的上升为天，重的下降为地，盘古死后，身体的各个部分成为天地间的万物。 2、欧洲的“神造说”： “神造说”认为：欧洲神话中，上帝创造了宇宙以及其中的万物，天体的运行也是上帝安排好的。 一、人类对宇宙的认识 思考：古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ 古代人观察天空的工具仅仅是眼睛，靠臆想，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。这说明人类对自然界的认识水平取决于当时的科技发展水平。 一、人类对宇宙的认识 1、说一说你所了解的关于宇宙创始的神话故事。 2、古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识？ 古希腊神话中原始宇宙起始于大地女神盖亚的神灵；印度神话里说众生之父梵天创造了宇宙万物；古埃及的起源故事开始于原始海洋神努恩。 古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。 思考与讨论 二、从地心说到日心说 第1节 人类对宇宙的认识 二、从地心说到日心说 人类对宇宙的起源的认识是不断发展的。人类历史发展到公元前 6 世纪，人类文明进入了理性思考的时代。天圆如张盖，地方如棋盘。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱了神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。 天圆地方，日月星辰随天盖而运动。 “天之包地，犹之壳裹黄”：天地的关系犹如蛋壳包着蛋黄。 二、从地心说到日心说 两千多年前，古希腊的哲学家亚里士多德认为：“地球位于宇宙的中心，整个宇宙由环绕着地球的七个同心球壳组成，太阳、月亮、行星和恒星分别处在不同的球壳上，它们都围绕地球做完美的圆周运动。”这样，空 间的位置是绝对的，地球的地心就是宇宙的中心，而每个物体都有它的天然位置。 亚里士多德把宇宙空间分为“月上”和“月下”两部分、天上的物体就在天然位置上， 它们随天球做圆周运动，月下和地面附近物体的天然位置是地心，它们之所以做落体运动，是因为它们还没有到达自己的天然位置。 亚里士多德的地心说 二、从地心说到日心说 公元2世纪， 希腊科学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，经过几十年的观测，运用数学方法，创立了“地心说”。 托勒密的宇宙体系 托勒密的地心说 地心说是错误的！ 地球处于宇宙中心、静止不动，太阳和其他天体都是绕地球转动的。 恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 二、从地心说到日心说 “地心说”的进步与不足之处： 托勒密的“地心说”，否定了宇宙“盖天说”等错误认识，这无疑是一个很大的进步。 但是，这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好吻合，得到了占统治地位的教廷的竭力支持。因而，“地心说”长期居于统治地位。 “地心说”不仅成为禁锢人们思想的工具，而且也阻碍了天文学的发展。 二、从地心说到日心说 视频欣赏——从地心说到日心说 二、从地心说到日心说 为什么人们会感觉到太阳是东升西落，而大地是静止不动的呢？ 运动是相对的，地球上的人们选地球为参照物时，地球是静止的，太阳是运动的。 地球绕太阳自西向东公转，则太阳是自东向西转。所以人们以为太阳从东升西落。 思考与讨论 二、从地心说到日心说 科学家们经过仔细观测发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。 16 世纪，哥白尼用自制的简陋仪器经过 20 年的天文观测与研究，建立了“日心说”。 太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动的，月球围绕着地球转动。 二、从地心说到日心说 “日心说”的功绩 “日心说”否定了地球是宇宙的中心，认为太阳是宇宙的中心。“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。 哥白尼的“日心说”阐明了天体运行的现象，为人类认识太阳系，进而认识地球的起源奠定了基础。所以说，从“地心说”到“日心说”，这是人类对宇宙认识的一个质的飞跃。 二、从地心说到日心说 科学界“日心说”的认可 因为“日心说”挑战了长期以来居于统治地位的“地心说”，否定了基督教上帝创造一切的教义，使神权统治的根基产生了动摇，因此遭到了教会势力的残酷镇压。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与神权统治势力进行了前仆后继的斗争，甚至付出了生命的代价。 哥白尼提出“日心说”后，差不多经过一个世纪才被人们接受。其中，伽利略利用自制的天文望远镜，发现了可以支持日心说的新的天文现象，日心说才逐渐得到认可。 二、从地心说到日心说 视频欣赏——地心说到日心说的对比 二、从地心说到日心说 日心说 对比 地心说 地球处于宇宙中心静止不动，所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转。 太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动，月球围绕地球转动。 恒星位于最外面的天球上，它们之间的相对位置保持不变，同时作为一个整体在天空中转动。 异 同 运行轨道 二、从地心说到日心说 太阳只是太阳系的中心，而在银河系中有2000多亿颗像太阳一样的恒星，此外银河系以外还有若干星系，称为河外星系，所以宇宙以太阳为中心的提法是不正确的。 “日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法，你认为正确吗？用你知道的有关知识加以解释。 思考与讨论 二、从地心说到日心说 阅读 三、现代宇宙学说 第1节 人类对宇宙的认识 三、现代宇宙学说 20世纪10~20年代，美国天文学家哈勃等人致力于旋涡星云的测量。 科学家们用先进的科学仪器，研究星系的运动情况，测出不同星系之间的距离，并通过观察一个星系，判断出这一星系运动的速度，以及它是远离银河系还是靠近银河系方向运动。 1929 年，哈勃根据自己的测量数据，分析了 24 个星系的速度和距离，惊人的发现：所有的星系都在远离我们而去;星系离我们越远，运动的速度越快；星系间的距离在不断地扩大。 三、现代宇宙学说 哈勃的发现告诉我们，星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。 星系间的距离在不断扩大，宇宙在不断地膨胀。 三、现代宇宙学说 你是怎样理解哈勃发现的关于星系运动的特点的？ 所有星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快；星系间的距离在不断扩大，宇宙在不断膨胀。 思考与讨论 三、现代宇宙学说 你能想象出宇宙中的星系在怎样运动吗？ 我们可以建立星系运动模型，了解星系运动的特点。 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，如图 所示。 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？ 气球充气 实验表明，在气球胀大的过程中，对气球表面上任何一个小圆点而言，其他的小圆点都在不断地离它而去。 阅读 三、现代宇宙学说 根据刚才我们建立的星系运动模型，将小黑点比作星系，把气球比作宇宙的话，你能想象出宇宙中的星系在怎样运动吗？现在的宇宙处在怎样的状态之中？ 气球充气 对任一星系而言，所有星系都在离远它而去，星系间的距离在不断扩大。宇宙在不断膨胀。 小黑点比作星系，气球比作宇宙。 三、现代宇宙学说 1.如图1-6 所示，请你选定一个点，看另外两点的运动方向和快慢，如选A看B 和C 的运动方向和快慢是如何的？ 2.假设宇宙在膨胀，那么原先紧邻的星系分离的速度比遥远的星系分离速度快一些还是慢一些？ rC＞rB VC＞VB rA＞rB rA=rC VA=VC VA＞VB 慢一些 离得越远的点退行速度越快 星系间距离越远，退行速度越快！ 思考与讨论 三、现代宇宙学说 “大爆炸宇宙论” 大爆炸宇宙论认为，大约 137 亿年前，我们所处的宇宙被挤压在一个“原始火球”中，那时的宇宙极小、极热，又有极大的密度，宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。 大爆炸后，宇宙迅速膨胀，现在的宇宙比 100 亿年前增大了100 多亿倍，爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并仍将延续下去。 宇宙的膨胀有观测事实的支持，又得到众多科学家的理论阐释，因此，大爆炸宇宙论已成为目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。 三、现代宇宙学说 视频欣赏——什么是“宇宙大爆炸” 三、现代宇宙学说 阅读 大胆猜测：宇宙的将来 永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。或者会塌缩而在大挤压处终结。 四、课堂总结 第1节 人类对宇宙的认识 四、课堂总结 人类对宇宙的认识 古代人的宇宙观 从地心说到日心说 现代宇宙学说 女娲补天 盘古开天辟地 上帝创造宇宙和万物 日心说 地心说 地球处于宇宙中心静止不动，所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上绕地球运转。 太阳是宇宙的中心，地球和行星是绕太阳做圆周运动，月球围绕地球转动。 哈勃眼中的宇宙 大爆炸宇宙论 五、练习与应用 第1节 人类对宇宙的认识 五、练习与应用 1、公元2世纪，希腊科学家 　托勒密　在亚里士多德等前人对宇宙的认 识的基础上，经过几十年的观测，运用数学方法，创立了“ 　地心　. 说”。16世纪， 　哥白尼　用自制的简陋仪器经过20年的天文观测与研 究，建立了“ 　日心　说”。 托勒密　 地心　 哥白尼　 日心　 五、练习与应用 2、哈勃发现星系运动有如下特点：所有的星系都在 　远离　我们而 去；星系离我们越远，它的退行 　速度　越快；星系间的 　距离　在不 断地扩大。哈勃的发现告诉我们，宇宙在不断地 　膨胀　。根据宇 宙 　膨胀　现象，形成了 　大爆炸宇宙论　。这一理论已成为目前被人 们广为接受的一种宇宙起源学说。 3、　大爆炸宇宙论　认为，大约 　138亿　年前，我们所处的宇宙以极 大的 　密度　和极高的 　温度　，被挤压在一个“ 　原始火球　”中， 宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。爆炸引起的 　宇宙膨胀　一直 延续至今，并仍将延续下去。 远离　 速度　 距离　 膨胀　 膨胀　 大爆炸宇宙论　 大爆炸宇宙论　 138亿　 密度　 温度　 原始火球　 宇宙膨胀　 六、提升训练 第1节 人类对宇宙的认识 六、提升训练 1、下列关于宇宙大爆炸的说法，正确的是（　B　） A. 宇宙起源于一个非常稳定的“原始火球” B. “原始火球”爆炸导致空间处处膨胀，温度逐渐下降 C. 目前宇宙的膨胀已经结束 D. 目前宇宙已经开始收缩 B 六、提升训练 2、下列关于如图所示的星系运动模型的说法错误的是（　D　） D A. 在气球表面画上的这些圆点是模拟宇宙中的星系 B. 给气球充气，使气球不断地胀大，是模拟宇宙膨胀 C. 气球胀大过程中各圆点间的距离变化模拟星系运动特点 D. 气球胀大时，对甲圆点而言，乙圆点的远离速度比丙更快 六、提升训练 3、关于宇宙大爆炸，下列说法中错误的是（　D　） A. 大爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今，并将延续下去 B. 大爆炸宇宙论认为，“原始火球”的温度极高、密度极大 C. “原始火球”的爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降 D. 宇宙诞生于距今约138年前的一次“原始火球”大爆炸 D 六、提升训练 4、现代宇宙学说最重要的证据是（　B　） A. 霍金提出的黑洞理论 B. 所有的星系都在远离我们而去，星系离我们越远，退行速度越快 C. 盘古开天辟地的传说 D. 气球充气后不断膨胀，气球上各个小圆点间的距离不断变大 B 六、提升训练 6、关于宇宙起源，根据大多数科学家的认定，你认为下列说法中正确 的是（　D　） ① 宇宙诞生于距今约138亿年前的一次大爆炸。② 大爆炸是整体的，涉 及宇宙的全部物质及时间和空间。③ 大爆炸导致宇宙空间处处膨胀， 温度则相应下降。④ 宇宙温度下降至一定程度，逐步形成超星系团、 星系团、星系及恒星、行星等。 A. ①②③ B. ①③④ C. ②④ D. ①②③④ D 六、提升训练 7、随着科技的进步，霍金提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想，正逐 步得到证实。如图a、b、c、d四点分别表示室女座、大熊座、牧夫座和 长蛇座四大星系离银河系的距离s与它们的退行速度v之间的关系。若在 我们所在的星系1观测，则下列能类比宇宙膨胀的是（箭头方向和长短 分别表示运动方向和快慢）（　A　） A 六、提升训练 8、随着科技的进步，霍金提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想，正逐步得到证实。如图a、b、c、d四点分别表示某四大星系离银河系的距离与它们的运动速度之间的关系的大致图像。由图可知：星系离我们越远，运动的速度越 　快　。可推知宇宙处在 　膨胀　之中。 快　 膨胀　 六、提升训练 9、气球可以用来完成很多科学实验，请分析回答： （1） 准备一只气球，用笔在其表面画上一些小圆点，再把气球吹至排 球大小，发现小圆点之间的距离增大，如图甲所示。该实验可以模拟宇 宙在不断地 　膨胀　。 膨胀　 （2） 用细线把两气球悬挂在木杆上，使两个气球的高度基本一致，相 距约为30cm，如图乙所示。两个气球静止时，用嘴向两气球中间吹气， 会发现两气球相互靠近。这个现象可以用 　气体在流速越大的位置压强 越小　的科学知识来解释。 气体在流速越大的位置压强 越小　 六、提升训练 10、为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，可以建立星系运动模 型，了解星系运动的特点。准备一只气球，在其表面画上一些小圆点， 用打气筒持续地向气球内充气，使气球不断地胀大，如图所示。 （1） 该实验用气球代表 　宇宙　，用小圆点代表宇宙中的星系，该实 验模拟的是星系之间的距离在不断扩大。 宇宙　 六、提升训练 （2） 下列属于宇宙在膨胀的证据的是 　AB　（填字母）。 A. 所有星系都在远离我们而去，星系离我们越远，它的退行速度越快 B. 各星系之间的距离在不断扩大 C. 太阳的体积在不断变大 D. 上图模拟实验中发现宇宙正在膨胀 E. 某科学家说宇宙正在膨胀 AB　 $