第2节 太阳系的形成和恒星的演化（培优教学课件）科学浙教版九年级下册

该初中科学课件聚焦“太阳系的形成和恒星的演化”，以“太阳的一生”设问导入，衔接大爆炸宇宙背景，通过行星运动共同点观察、星云说阶段推理等支架，构建从宇宙到具体天体的认知脉络。 其亮点在于融合视频（如星云说、太阳演化视频）、模型制作（沙子模拟太阳系形成阶段）和读图分析，以科学思维（模型建构、推理论证）和探究实践（动手操作）为核心，帮助学生建立“恒星不永恒”的科学观念。学生能直观理解抽象演化过程，教师可借助多样化资源突破重难点，提升教学效率。

第一章 演化的自然 九年级上册•浙教版 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 大爆炸后，宇宙中的物质分别形成各个星系，气体和尘埃布满其中。那么，太阳系是怎样形成的？太阳等各种恒星诞生后，还会发生变化吗？恒星真的永恒不灭吗？ 导入新课 想一想：太阳的一生 天文学家认为星际介质在某些条件下会形成原恒星，然后进入被称为主序星的稳定期。太阳目前正处于主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量，这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒4.2×109kg的速度向外抛出大量物质。在演化末期，太阳将离开主序星阶段，膨胀而转化为红巨星的演化阶段，最终塌陷为密度很大的白矮星。 学习目标 1. 了解太阳系形成的主要学说“星云说” 2. 太阳未来演化过程和不同阶段的特点 3. 恒星的演化过程以及未来演变 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 太阳系的形成和恒星的演化 重点难点 重点 1. 了解太阳系的形成。 2. 太阳的一生及大质量恒星的一生。 难点 知道恒星并不永恒，宇宙中的一切事物都有其从诞生到走向死亡的过程。 1. 太阳系的形成 2. 恒星的演化 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 学习内容 太阳系的形成和恒星的演化 一、太阳系的形成 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 一、太阳系的形成 18 世纪，天文学家在对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同特点。 仔细阅读图1-10，并说明太阳系中行星运动有什么共同点？ 阅读 一、太阳系的形成 这些行星公转的特点如果与太阳系形成有关，就可以作为推论太阳系形成的依据。 太阳系中行星运动的共同点： 1.同向性：太阳系的八大行星绕太阳公转方向和太阳自转方向一致。 2.共面性：八大行星绕太阳公转的平面大多接近同一平面。 3.近圆性：行星公转轨迹基本上是圆形或椭圆形。 一、太阳系的形成 18 世纪，德国哲学家康德和法国数学家拉普拉斯通过对行星运动特点和星云的研究，迈出了第一步，提出了“康德—拉普拉斯星云说”。 太阳系是一块星云收缩形成的。 星云是由气体和尘埃物质组成的巨大云雾状天体，直径大多可达十几光年。 原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。 星云照片 一、太阳系的形成 视频欣赏——“康德—拉普拉斯星云说” 一、太阳系的形成 50亿年前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝聚 转盘内的元素通过衰变释放出能量，贮存在圆盘深处。 ①原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。 太阳系形成过程推理： ②凝聚的星云,绕着中轴旋转，形成中间增厚的大圆盘（盘状星云阶段） 一、太阳系的形成 离中心几个天文单位之内的内盘，温度高达 2000℃以上，尘埃粒子蒸发了，以至于内盘完全是气体。 ③继续旋转,盘面形成几个同心圆的圆环（早期太阳形成阶段） ④中心部分质量较大形成恒星—太阳，圆环部分形成一颗颗行星及卫星 。 圆盘中心的气体崩塌收缩形成太阳。剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等行星。 一、太阳系的形成 ①只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘，太阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致； ②形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘，才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。 1 2 3 4 星云 圆盘状 星云阶段 早期太阳形成阶段 行星形成阶段 一、太阳系的形成 视频欣赏——太阳系的形成 一、太阳系的形成 把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段的模型： （1）圆盘状星云阶段； （2）早期太阳形成阶段； （3）行星形成阶段。 阅读 一、太阳系的形成 其他假说： 虽然“星云说”能描述太阳系的形成过程，但还有不少现象无法解释，有待于进一步研究解决。 除了“星云说”，关于太阳系的形成还有其他假说。其中比较重要的有“灾变说”。 “灾变说”认为：地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。灾变说包括杰弗里斯的“碰撞说”、里特顿等人的“双星说”、霍伊尔等人的“超新星说等。 二、恒星的演化 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 二、恒星的演化 太阳是太阳系的中心，也是由星云形成的一颗恒星，恒星真的能永恒吗？ 恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。 恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，是一个十分缓慢的过程。 太阳 二、恒星的演化 恒星是如何形成的，又是如何演化的？ 星云收缩，恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，再循环。 巨大的恒星 像太阳的恒星 原恒星 原恒星 主序星 主序星 星云 行星状星云 白矮星 中子星 黑洞 超新星 超巨星 阅读 二、恒星的演化 行星状星云 红巨星 白矮星 中子星 超新星 黑洞 常见的恒星有哪些？ 二、恒星的演化 红巨星，称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。红巨星的体积很大，它的半径一般比太阳大100倍。 二、恒星的演化 行星状星云 质量大于太阳质量1.4倍，外围的气体及冰粒便会以每秒数十公里的速度向外膨胀，外貌像土星的光环一样，天文学家叫行星状星云，而剩下的核心的光度会暗淡下去。 二、恒星的演化 白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨/立方米左右。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反应已停止 。 二、恒星的演化 中子星质量约是太阳4～10倍的恒星在超新星爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中子星，由中子构成，密度为水的1014倍，仅1cm3的质量就有全球人类那么重，直径仅为30km。 二、恒星的演化 黑洞质量比太阳大10倍以上的恒星，超新星爆炸后会形成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连光线也会被吞没，所以我们是看不见黑洞的。但是如果黑洞附近有另外一颗恒星，我们可以从这颗邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形，证明黑洞的存在。 二、恒星的演化 这些恒星和太阳有什么不同？ 红巨星：表面温度比太阳低，但体积比太阳大，亮度比太阳高。 行星状星云：质量体积比太阳大，但亮度较暗。 超新星：亮光相当于10亿颗太阳 白矮星、中子星、黑洞：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。 二、恒星的演化 读图 1-14，请你找出恒星的寿命与质量有什么关系。 读图 1 2 3 4 恒星的寿命(10亿年) 15 10 5 0 恒星的质量（与太阳相比的倍数） 质量越大的，寿命越短；质量越小的，寿命越长。 二、恒星的演化 小质量恒星的演化： 收缩 恒星进入幼年期 收缩 恒星进入成年期 温度降低，发出红光 迅速膨胀 外貌像土星光环一样，剩下的核心光度暗淡 迅速膨胀 死亡的恒星，中心的热核反应已停止 燃料耗尽 二、恒星的演化 科学家对红巨星和白矮星的研究，描绘出了太阳未来的演变过程。 图 1-19 中从 1 至 6，太阳的形状发生了什么变化？ 1 2 3 4 5 6 开始太阳体积由小变大，其后体积又变小，最后其体积变得极小。 太阳内部的氢核发生核聚变，消耗氢；进入晚年期后，当太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，星体急剧扩大，形成红巨星；红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云；球核进一步收缩，形成体积极小、密度很高的白矮星，慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星。 二、恒星的演化 视频欣赏——太阳一生的变化 二、恒星的演化 收缩 收缩 主序星的质量大小决定了它们日后的演化历程。 大质量恒星的演化： 体积很小、密度极大的星核,，称为“中子星”。 黑洞的密度非常巨大，吸引力强大。 二、恒星的演化 了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？ 每一颗恒星都有其“诞生”、经历生命周期和最终“死亡”的过程，恒星是不会永久存在的，宇宙处在不断变化之中。 1 2 3 4 5 6 思考与讨论 二、恒星的演化 思考与讨论 根据图 1-20，说一说大恒星衰老和消亡的过程和太阳有什么不同？ A C1 C2 B 太阳的衰老和消亡过程是:太阳→红巨星→白矮星→黑矮星。 默默的死去。 大恒星的衰老和消亡过程是:大恒星→超红巨星→超新星→ 中子星 黑洞 光辉的尾声 二、恒星的演化 视频欣赏——恒星演化的五个阶段 二、恒星的演化 中子星，又名波霎。中子星是处于演化后期的恒星。当老年恒星的质量大于8 倍太阳质量时，它就有可能变为中子星，而质量小于8倍太阳质量的恒星往往只能变化为一颗白矮星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。 中子星小得出奇，典型的中子星直径只有20千米，但密度大得惊人，1厘米3达到1亿吨甚至达到几十亿吨，且由于巨大的质量产生了巨大的引力，就连光线都是呈抛物线挣脱。 阅读中子星 二、恒星的演化 中子星的能量辐射是太阳的100 万倍，它在1 秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可达到1000 万℃，中心温度还要高数百万倍。 三、课堂总结 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 三、课堂总结 四、练习与应用 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 四、练习与应用 1. 在太阳系中，太阳系的行星绕日公转的方向和太阳 　自转　的方向 一致，太阳系的行星绕日公转的轨道平面大多接近于同一 　平面　。18 世纪，德国哲学家 　康德　和法国数学家 　拉普拉斯　通过对 　行星　 运动特点和 　星云　的研究，对太阳系的形成和地球的起源提出了 “ 　康德—拉普拉斯　星云说”。该学说认为，太阳系是一块 　星云　. 收缩形成的。星云学说推论的重要依据是只有太阳和太阳系的行星形成 于同一个旋转的 　星云　云盘，太阳的 　自转　方向和太阳系行星 的 　公转　方向才会一致；形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平 的 　星云　云盘，才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一 　平 面　上。 自转　 平面　 康德　 拉普拉斯　 行星　 星云　 康德—拉普拉斯　 星云　 星云　 自转　 公转　 星云　 平 面　 四、练习与应用 2. 现代天文学认为恒星的演化开始于 　星云　，其后进入幼年期，其 核心称为原恒星；原恒星不断收缩，成为一颗 　主序　星，进入成年 期；一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小，质量越大，寿命 越 　短　；主序星的 　质量　大小决定了它们日后的演化历程。 星云　 主序　 短　 质量　 四、练习与应用 3. 太阳的光和热是靠太阳内部的 　氢核　发生 　核聚变　而产生的。 现在的太阳正处在 　成年　期。大约 　50亿　年后，太阳将进入 　晚 年　期，太阳进入该时期后，当太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核 将开始 　收缩　，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红 色，形成 　红巨星　。太阳在这一阶段将大约持续 　10亿　年时间，亮 度将升高到今天的近1万倍。当球核进一步收缩时，就形成体积极小、 密度很高的 　白矮星　。最后，它将慢慢“熄灭”。 氢核　 核聚变　 成年　 50亿　 晚 年　 收缩　 红巨星　 10亿　 白矮星　 四、练习与应用 4. 天文学家研究证实，大于8倍太阳质量的 　大质量　恒星进入晚年后 体积会急剧变大，有的半径达到约太阳的1000倍，形成 　超红巨星　， 随后爆发成 　超新星　。超新星在球核爆炸后，可能会形成一种体积很 小、密度极大的星核，称为“ 　中子星　”。 大质量　 超红巨星　 超新星　 中子星　 五、提升训练 第2节 太阳系的形成和恒星的演化 五、提升训练 1、下列关于太阳的演化过程，正确的是（　B　） A. 太阳→白矮星→红巨星→超新星 B. 太阳→红巨星→白矮星→黑矮星 C. 太阳→超红巨星→超新星→中子星 D. 太阳→超红巨星→超新星→黑洞 B 五、提升训练 2、下列有关“康德—拉普拉斯星云说”的描述，正确的是（　B　） A. 太阳系是由一块星云膨胀演化而成的 B. 在太阳系中，先形成太阳，然后形成地球等行星 C. 在太阳系中，先形成地球等行星，然后形成太阳 D. 在太阳系中，太阳和地球等行星是同时形成的 B 五、提升训练 3、2022年5月12日，事件视界望远镜（EHT）合作组织，发布了如图所 示的银河系中心黑洞——人马座A的照片。该黑洞距离我们2.6万光年， 质量约为太阳的431万倍。下列说法不正确的是（　B　） A. 光年是长度单位 B. 所有恒星演化的最后阶段都会变成黑洞 C. 该黑洞虽然是银河系中心，但并不是宇宙的中心 D. 该图片显示的是该黑洞周边2.6万年前的景象 B 五、提升训练 4、回顾2024年的天文圈，发生了许多事件，如流星雨、“紫金山－阿特拉斯”彗星、ZS7星系黑洞合并、太阳活动进一步加强等。宇宙中的天体都经历诞生、成长、成熟到衰老、死亡的演化过程。如图是ZS7星系黑洞合并的模拟照片，在演化的最后阶段可能变成黑洞的天体是（　A　） A. 恒星 B. 行星 C. 卫星 D. 彗星 A 五、提升训练 5、在认识世界时，我们经常用各种方法来形象、直观地表示事物或者 规律。下列关于太阳一生的体积变化规律的图像，最为合理的是 （　B　） B 五、提升训练 6、如图所示为恒星的质量与其寿命的关系图，请据图回答下列问题： （1） 恒星的寿命取决于它的 　质量　。 （2） 质量越大的恒星寿命 　越短　（填“越长”或“越短”）。 质量　 越短　 （3） 若恒星的质量为太阳的1.5倍，则据图分析它的寿命约为 　50亿 年　。 50亿 年　 五、提升训练 7、从“嫦娥探月”到“天问探火”，再到“羲和探日”，我国始终致 力于太空探测领域，以期为人类探索浩瀚宇宙做出中国贡献。 （1） 上述探测的天体中属于恒星的是 　太阳　。 （2） 太阳的巨大能量是内部 　核聚变　（填“核聚变”或“核裂 变”）产生的。 （3） 天问一号探测器到达火星说明其已能逃离 　地月系　（填“太阳 系”或“地月系”）。 太阳　 核聚变　 地月系　 五、提升训练 8、每天清晨，太阳从东方升起，傍晚，太阳从西方落下，日复一日， 年复一年。何止是太阳，我们看到的月亮和星星，不也是围绕地球转 吗？据此，公元2世纪，希腊科学家托勒密认为地球是宇宙的中心，其 他星星围绕地球转动。请回答下列问题： （1） 日出日落现象是否因太阳绕地球运转而产生？如果不是，那么又 是什么原因引起的？ 解：（1） 日出日落现象不是因太阳绕地球运转而产生，是由地球自转 引起的 （2） 16世纪，哥白尼提出一个与上述学说不同的学说，叫什么？ 解：（2） “日心说” 五、提升训练 9、如图所示为太阳从“出生”到“死亡”的条形图（未按比例画）。 （1） 现在，我们每天看到的太阳大约处在图中的 　C　（填字母）。 A. A点 B. B点 C. C点 D. D点 C　 五、提升训练 （2） 在DE段太阳将形成 　C　（填字母）。 A. 星云 B. 稳定状态的恒星 C. 红巨星 D. 超新星 （3） 当太阳走到生命的尽头F点时，它将成为一颗 　B　（填字母）。 A. 超新星 B. 白矮星 C. 行星 D. 黑洞 C　 B　 $