1.1《地球的宇宙环境》 2026-2027学年高一上学期湘教版地理必修一

该高中地理课件围绕“地球的宇宙环境”，系统涵盖人类对宇宙的认识、多层次天体系统及地球的普通性与特殊性，通过《流浪地球》片段导入，以“前流浪时代—流浪时代—后流浪时代”问题链串联知识点，搭建从地球位置到生命条件的学习支架。 其亮点在于融合情境教学与实践活动，借助“天体鉴定师”判断天体、月相观察等任务培养地理实践力，结合中国天眼、比邻星案例渗透综合思维与人地协调观。学生能提升探究能力，教师可通过丰富素材优化教学效率。

地球的宇宙环境 The cosmic environment of the earth 第一章第一节 宇宙中的地球 目录 CONTENTS 1 人类对宇宙的认识 2 多层次的天体系统 3 特殊行星——地球 《流浪地球》片段1——流浪计划 地球在宇宙中的位置 / 01 人类对宇宙的认识 古代 “盖天说” “浑天说” 公元2世纪，古希腊天文学家托勒密建立“地心说” 16世纪波兰天文学家哥白尼提出“日心说” 1609年，伽利略制造一架小型望远镜 20世纪60年代以来，大型天文望远镜使用以及空间探测技术发展，使天文观测尺度逐渐扩展到200亿光年时空区域 人类对宇宙的认识 中国天眼 中国500米口径球面射电望远镜 （英文简称:FAST） 启用时间 2016年 9月 建设地点 贵州平塘 喀斯特洼坑 面积大小 30个标准 足球场 接收面积 世界等级 目前世界最大单口径最灵敏 射电望远镜 人类意义 显著提高 人类探索 宇宙能力 -知识小结- 《淮南子·原道训》 “四方上下曰宇，古往今来曰宙 以喻天地 ” 宇宙？ -知识小结- 现代天文学认为，宇宙是所有时间、空间和物质的总和 是我们这个物质世界的整体。 天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫做“可观测宇宙”或“已知宇宙”其半径约137亿光年 宇宙的概念 活动p10 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？ 可观测宇宙的半径约为137亿光年，折合约为1.2960885×千米 太阳光到达地球约需8分20秒。 可观测宇宙半径约为日地平均距离8.64059×倍 天文单位与光年 Astronomical unit and light year 计量天体之间距离单位；以A.U.表示，其数值取地球和太阳之间平均距离 国际天文学联合会决定1A.U.=149,597,870[1.5*108]km，自1984年开始使用 太阳 地球 月球 1 A.U. / 02 多层次的天体系统 天体及分类 概念 分类 ：宇宙空间物质的存在形式 自然天体：星云、恒星、行星、卫星、流星体、彗星等 人造天体：宇宙飞船、航天飞机、人造卫星 由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要物质是氢 密度小，温度低，体积和质量都很大 01 图为通过天文望远镜拍摄的猎户座星云 宇宙星云•行星状蝴蝶星云 M2-9 Cosmic nebula, planetary Butterfly Nebula m2-9 蝴蝶星云 M2-9也叫巴比龙星云 蛇夫座美丽的行星状星云。大小约是150光年，位于我们的邻居星系大麦哲伦星云，距地球大约17万光年 宇宙星云•马头状星云 Barnard 33 Cosmic nebula, Horsehead Nebula, Barnard 33 马头状星云 Barnard 33 IC 434是暗星云，黑暗的尘埃和旋转的气体构成的构成马的头部 它位于猎户座ζ星的左下处，距离地球大约1500光年 由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体 图为太阳，它是离地球最近的恒星 02 太阳 天狼星 UY Scuti 盾牌座 UY 盾牌座UY是一颗位于盾牌座的红超巨星 是现今人类已知体积最大的恒星，半径约为 7.94 AU，略小于土星轨道半径，居人类观测到的恒星体积榜首 在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体 行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮 图为在外太空拍摄的环绕太阳运行的土星 03 环绕行星运转的天体，卫星的大小差别很大 图为木星的卫星一木卫二，它是已发现的距离木星第二近的卫星 04 流星体是太阳系内，成为颗粒状的碎片 流星体进入地球大气层后，在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星（现象） 图示为英仙座流星雨 05 彗星又称扫把星，是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状 彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星物质升华 06 Comet trajectories 水星 太阳 地球 金星 3.03 3.10 3.18 3.23 3.28 4.02 4.12 火星 黑洞是现代广义相对论中的一种天体 引力极其强大，是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体 图为北京时间2019年4月10日人类首张合成黑洞照片 07 由人工研制并用运载火箭或航天飞机发射到宇宙空间的飞行体 运行规律与自然天体相同或基本相同；包括宇宙飞行器和空间垃圾等 08 判断是否为天体 01看“实质” ：是不是宇宙间的物质，自然现象不是天体。 02看“位置” 03看“运转” ：独立于大气层之外的物质是天体，进入大气层或落回地面的物质不属于天体。 ：是否在一定的轨道上独自运转，依附在其他天体上运行的物质不属于天体。 判断以下事物是否是天体，如果是，请按照天然天体与人造天体进行分类 执行任务的“祝融号”火星车 人造卫星 流星 陨石 天空中的飞机 日食 一看实质：是物质，非现象 二看位置：地球大气层之外 三看运转：独立运转，并未依附 天体鉴定师 活动探究 27 天体系统的概念 宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成多层次天体系统 “二人转” 可观测宇宙是目前人类所知道的最高一级天体系统，包括银河系和现阶段所能观测到的河外星系。（半径137亿光年） 可观测宇宙 银河系与河外星系 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。 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 银河系与河外星系 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。 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 银河系与河外星系 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。 32 仙女星系距离地球260万光年 如今我们看到的仙女星系，实际上是260万年前该星系的状况 地球上看到的银河（探究p8) 由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌 在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际。图为夏季在金山岭长城观测到的银河 在夜空中牛郎星和织女星位于银河两边，中国古代神话故事将无生命的星空赋予了凄美的爱情故事，借用自然景观，通过诗人咏叹抒发了钟情男女的哀怨与离恨。 牛郎星 织女星 太阳系 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。 太阳质量 ：约占整个太阳系99.86%。 太阳系 （阅读P12） 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 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 注：2006年8月24日下午，第26届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名 注：2006年8月24日下午，第26届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名 38 水星 金星 地球 火星 木星 天王星 土星 海王星 太阳系•八大行星体积位置 The size and position of eight planets in the solar system 记忆口诀： 水晶（金）球，火烧木变土，天海边。 太阳系八大行星 Material form of celestial body 在太阳系的八颗行星中 水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星 木星、土星、天王星和海王星远离太阳，主要由气体构成，其中木星、土星因体积巨大，称为巨行星 天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星 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 注意：存在小行星带 太阳系 太阳系•八大行星体积位置 The size and position of eight planets in the solar system Asteroid belt 小行星带 小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域，98.5%的小行星都在此发现，约2.17-3.64天文单位内，聚集了约50万颗以上的小行星 特洛伊小行星 特洛伊小行星 1天文单位（AU） 小行星带 Asteroid belt 太阳系运动演示 软件：Solar Walk Lite 行星名称 轨道倾角① 偏心率② 水星 7.0° 0.206 金星 3.4° 0.007 地球 0° 0.017 火星 1.9° 0.093 木星 1.3° 0.048 土星 2.5° 0.054 天王星 0.8° 0.047 海王星 1.8° 0.009 1.轨道倾角是指其他行星公转轨道面与地球公转轨道面的夹角。夹角越小，则与地球公转轨道面越接近。 2.偏心率是椭圆焦点到中心的距离与椭圆半长轴长度之比，决定椭圆的形状。比值越小，椭圆越接近圆。 （共面） （近圆） 太阳系•八大行星运动规律 Laws of motion of the eight planets in the solar system 八颗行星都围绕太阳自西向东进行公转 而且公转方向具有同向性，公转轨道面具有共面性，公转轨道形状具有近圆性 本节课小结 地球的宇宙环境 人类对宇宙的认识 认识 历程 中国 天眼 单位 光年 多层次的天体系统 天体 天体系统及 级别 银河系与河外星系 太阳系与 地月系 特殊行星 地球 特殊的原因 存在生命的 原因 地月系 E-Moon system 地月系由地球和月球组成 地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动 它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米 判断天体系统层级 找“老大”：在材料或者图中找出级别最大的中心天体或天体系统。 例如，地球的卫星围绕地球转，组成一级天体系统，而这个天体系统又围绕太阳转，组成更高一级的天体系统，此情境中有两个公转的中心天体，有两级天体系统。 判断天体系统层级 1.科学家发现一颗未知天体“X“与地球的距离为30万Km，判断天体所处的最低一级天体系统？ 2.未知天体“Y”，与太阳的平均距离为0.8AU判断其是否属于太阳系？并描述它的宇宙位置？ 相关数据 可观测宇宙半径——137亿光年 银河系直径——10万光年 太阳系直径——1~2光年 太阳距银心——约2.6万光年 日地平均距离——1.5亿Km(1AU一个天文单位) 月地平均距离——约380000Km(38万Km) 地月系 是，位于可观测宇宙的银河系中的太阳系，且位于地球公转轨道内。 月相变化规律 指天文学中对于地球上看到的月球被太阳照亮部分的称呼（即月亮的圆缺变化） 1.月球不发光、不透明 2.月球反射太阳光 3.日、月、地三者的位置变化 月相 成因 一个朔望月29.53天 了解月相，您是否想知道月相的成因？ Do you want to know the cause of the moon phase? 蛾眉月 蛾眉月 凸月 凸月 上弦月 下弦月 满月 (望) 新月 (朔) 初七、初八 廿二、廿三 十五、十六 初一 12:00 东 东 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 太阳光 月相变化原理图 18:00 黄昏 6:00 清晨 12:00 正午 0:00 半夜 N 自西向东 （月亮和地球的公转和自转） 宇宙视角（内圈） 地平视角（外圈） 蛾眉月 蛾眉月 凸月 凸月 上弦月 下弦月 满月 (望) 新月 (朔) 初七、初八 廿二、廿三 十五、十六 初一 12:00 东 东 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 太阳光 月相变化原理图 面南背北 左东右西 上上上西西 下下下东东 （上弦月出现在农历月上半月的上半夜，西边天空西边亮） 18:00 黄昏 6:00 清晨 12:00 正午 0:00 半夜 N 自西向东 （月亮和地球的公转和自转） 宇宙视角（内圈） 地平视角（外圈） 满月(十五、十六) 东 凸月 蛾眉月 太阳 西 上弦月 (初七、初八) 农历上半月傍晚可见的月亮 以观察者为中心示意图 满月(十五、十六) 东 凸月 太阳 西 下弦月 (廿二、廿三) 蛾眉月 以观察者为中心示意图 农历下半月清晨可见的月亮 1.确定月亮位置的方法 （1）选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向；选择地面标志性建筑物，作为月亮水平方位的参照 （2）月亮的高度角可用拳头进行估算；水平伸直一只手臂为0°基准面，握拳，其上叠放另一只手的拳头，一只拳头的高度角约为10°；保持手臂稳定不动，依次将下面的手抽出叠放在上面，直到视线、拳头和月亮三者重合，据此估算月亮的高度角 图：确定月亮在天空中的位置 地球存在生命的条件 / 03 特殊行星—地球 地球的普通性与特殊性 普通性：无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球 都只是太阳系中一颗普通的行星 特殊性：然而，地球又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 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 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） 内部条件 外部条件 62 按所给内容之间的关系，把其字母代号填入下面的方框里 A．适当的自转周期 B．日地距离适中 C．地球体积、质量适中 D．液态水 E．太阳系有比较稳定的宇宙环境 F．有适宜的温度 G．适合生物呼吸的大气 H．地球处在比较安全的宇宙环境 地球的宇宙环境 地球上有生命存在 地球自身特点 B D F A G C E(H) H(E) 练练更健康 练练更健康 提示：在演示状态下，鼠标单击空格区域会显示答案 63 活动p16 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 读下表，结合所学知识，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。 活动 （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 活动 （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。 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。 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。 寻找地外文明 “流浪地球”计划路线图 除太阳外离地球最近的恒星 距离4.22 光年 历时2500 年 持续100 代人 终点：人类联合政府决定将地球驶向距离 ４．２光 年 外 的半人马座比邻星的行星轨道 给地球的新家园取名：若影片中的“流浪地球”计划成功，地球这颗行星 成功脱离太阳系，奔往新家园——4.25 光年外的比邻 星，将会处于哪个天体系。其他恒星系， 具体可命名为比邻 星恒星系 68 阅读材料，评价比邻星的居住环境。 体积和质量适中，可以吸引大量气体聚集周围形成大气层 与恒星距离适中，有较适宜的温度条件 适宜的温度有利于液态水的存在 恒星状态不稳定，能量输出不稳定，会加剧行星上的自然灾害，威胁生命生存 材料：“流浪地球”最终目标是将地球泊入半人马座比邻星（距离太阳最近的恒星）的行星比邻星b的轨道上。这颗行星的质量约是地球的1.3倍，距离比邻星约750万千米，处于比邻星的宜居带上。比邻星是一颗红矮星，能量输出不稳定，常有剧烈的恒星爆发现象。 比邻星示意图 69 《流浪地球》片段2——珍爱我们的家园 地球的 宇宙环境 地球在宇宙中的位置 行星地球 地球的普通性 太阳系八大行星 地球的特殊性 地球存在生命的条件 天体 天体 系统 组成 绕日公转特点： 同向性、共面性、近圆性 外部环境：安全的宇宙环境 稳定的太阳光照 自身条件：适宜的温度 适宜生存的大气层 液态水的存在 -知识小结- 第一节 地球的宇宙环境 The cosmic environment of the earth 课后练习 Class assignment EVCapture4.2.1软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.52(fixed_gap:False) Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $