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浙教版七上§3.3人类对宇宙的探索（1）学案
姓名
[学习目标]
1、了解地心说及其主要观点；
2、了解日心说及其主要观点；
3、了解观测对认识宇宙的重要；
4、了解大爆炸宇宙学说。
一、知识点梳理：
知识点1、从“地心说”到“日心说”
1、地心说的创立者是 ；主要观点是 ；
2、日心说的创立者是 ；主要观点是 ；
3、伽利略为“日心说”提供证据：他观测发现，太阳上有 ，说明太阳并不完美；围绕着木星的有4颗 ，说明并非所有天体都绕地球运行；木星有卫星运转的事实为“日心说”提供强有力的证据；金星的位相变化也说明金星并不是 的。
知识点2、现代宇宙学说
1、人类对宇宙的观测随着 的发展而提高；如 的使用，使人类对宇宙的观测更为深广；
2、哈勃根据使用望镜观测到数据结合其他天文学家的工作进行分析，认为：银河系以外的大多数星系都在
；距离越远，离开我们的速度越 。这表明，我们所处的宇宙正在 ；
3、哈勃定律的主要内容： ；
哈勃定律反映一整个宇宙的 ，即宇宙正在不断地 ；
4、建立 可以帮助我们更好 地理解星系运动的特点；
5、现代学是以 的广义相对认为理论基础，以 为事实依据；爱因斯坦建构了一个
宇宙模型；而弗里德中国曼建立了一个 的宇宙模型；
6、伽莫夫的 宇宙模型，是目前被大多数人接受的标准宇宙模型；他认为宇宙的前身是一个 的“奇点”， 年前的一次偶然的爆炸使宇宙开始膨胀，这种膨胀是没有中心的膨胀，现在还在 中。宇宙在这种演化过程中，密度逐渐变 ，温度逐渐变 。
7、宇宙起源于热大爆炸的证据：宇宙中仍充满着大爆炸残余的 ，对应的温度约为5K；
8、宇宙大爆炸为 提供了所有的能量。
二、例题讲解
例题1、根据大爆炸宇宙论推测宇宙的年龄约为138亿年，但是科学家发现有一颗名为HD140283的星球年龄为144.6亿年。下列说法正确的是（　　）
A．宇宙大爆炸假说是错误的观念
B．宇宙是在不断膨胀和不断的演化
C．违背了宇宙大爆炸假说，我们应予以否定
D．科学家测量星球年龄的方法一定出现错误
例题2、关于宇宙的将来，下列说法中正确的是（　　）
A．宇宙的将来一定是永远膨胀下去
B．宇宙的将来一定是收缩塌陷的
C．宇宙的将来可能是永远膨胀下去，也可能是收缩塌陷的
D．宇宙的将来和现在一样没有什么变化
例题3、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（　　）
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
例题4、下列有关热大爆炸宇宙论的说法正确的是（　　）
A．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论
B．热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说
C．因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实
D．热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律
例题5、某科学兴趣小组根据美国天文学家哈勃的发现，采用橡皮筋建立星系运动模型探究星系运动的特点。实验步骤如下：
步骤一：用红墨水在浅色橡皮筋上依次点上等距离的三点A、B、C，如图甲所示，使L1＝L2＝1cm；
步骤二：拉住橡皮筋的两头向两边拉长，如图乙所示，使L′1＝L′2＝2cm；
步骤三：继续拉长橡皮筋使L″1＝L″2＝3cm……
（1）如果以A点为参照物作B、C点的s－t图像如图丙，图中s表示运动距离，t表示运动时间，那么射线　 　表示vC(C点的运动速度)。
（2）如果以A点表示我们居住的地球，B点和C点分别表示与地球相距较近和较远的星系，那么可以得出什么定性结论？　 　。
（3）星系离我们的距离与它的退行速度之间有怎样的定量关系？　 　。
（4）该实验结果支持的宇宙起源理论是　 　。
三、随堂练习：
1、发现宇宙“膨胀”的星系运动证据的科学家是（ ）
A.伽利略 B.哥白尼 C.托勒密 C.哈勃
2、目前，大爆炸宇宙论已被广泛接受，其主要观点有(　 　)
A．宇宙的年龄大约137亿岁以上
B．宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去
C．宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中
D．以上说法都是
3、下列关于大爆炸宇宙论的说法正确的是（ ）
A.一种已经被证明是正确的科学理论 B.一个比较合理的科学假说
C.一个著名的神话故事 D.一段现代科普作品里有趣的描写
4、现代宇宙论最重要的证据是(　 　)
A．霍金提出的黑洞理论
B．古代“上帝”创造的
C．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
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
5、科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究，这一事实表明（ ）
A. 宇宙膨胀理论是错误的 B. 人类已能预测一切自然现象
C. 人类对宇宙的认识正在不断深化 D. 人类对宇宙的认识是有止境的
6、科学中论断是需要通过实验或事实去证明的，下列说法中不正确的是（ ）
A.“地球自西向东自转”的证据之一是地球上的四季更替现象
B.“地壳在不断变动”的证据之一是高山上有海洋生物化石
C.“宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸”的证据之一是哈勃发现的星系运动特点
D.“大陆漂移”的证据之一是大西洋两岸古生物群具有亲缘关系
7、天文观测表明，几乎所有远处的星体(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，退行速度越大；即宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离d成正比，即v＝Hd，式中H为一常量，称为哈勃常数。科学家由此提出了　 　论：认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，距今已有138亿年，大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动。最近的测量发现哈勃常数在变大，这说明宇宙在　 　（填“加速”“匀速”或“减速”）膨胀。
四、课后练习：
1、在20世纪的最后两年里，科学家发现( )
A. 宇宙已经停止膨胀 B. 宇宙在减速膨胀 C. 宇宙在收缩 D. 宇宙在加速膨胀
2、开创热大爆炸宇宙学的科学家是( )
A. 俄国 伽莫夫 B. 美国 爱因斯坦 C. 英国 牛顿 D. 英国 霍金
3、科学家证实宇宙各处都存在这样的微波辐射，其热力学温度为( )
A. 270K B. 0K C. 5K D. －270K
4、目前，大爆炸宇宙论已被大多数科学家所接受，其主要观点有( )
A. 宇宙目前仍在不断地膨胀之中
B. 宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始火球”中
C. 宇宙在爆炸中诞生，并不断地膨胀下去
D. 以上说法都是
5、宇宙膨胀的最初时刻是( )
A. 密度极小、温度极低的时刻 B. 密度极大、温度极低的时刻
C. 密度极小、温度极高的时刻 D. 密度极大、温度极高的时刻
6.人们对事物的认识常需经历一个不断修正和发展的过程，人类对宇宙的探索和认识也是如此。根据已学知识，下列有关观点中你认同的是( )
A. 太阳表面没有大气层 B. 宇宙在不断地膨胀
C. 地球是宇宙大爆炸的中心 D. 恒星就是永恒存在的星球
7、在气球上画些小圆点，充气使气球膨胀，下列有关这一实验的说法，不正确的是( )
A. 气球上的点代表宇宙中的星系
B. 该实验可模拟宇宙膨胀过程
C. 该实验模拟的宇宙膨胀过程可以作为大爆炸宇宙论的证据
D. 气球膨胀过程中有一个中心，由此可推测宇宙也有一个中心
8、下列关于星系运动速度的描述，正确的是（　　）
A．星系离地球越远，相对地球的运动速度就越快
B．星系离宇宙爆炸的中心越近，运动速度越快
C．星系相对地球的运动速度都相同
D．星系间的运动速度都相同
9、如果在气球表面点上几个小圆点代表星系，用打气筒给气球充气，气球上的小圆点之间的距离会发生变化。如果这些小圆点代表宇宙中的星系，可以证明（　　）
①星系间的距离在不断扩大 ②地球是宇宙的中心
③如果时间倒退，宇宙中的星系会聚在一起 ④星系以不同的速度远离地球
A．①④ B．①③ C．①③④ D．①②③④
10、发现宇宙“膨胀”的星系运动证据的科学家是（　　）
A．伽利略 B．哥白尼 C．托勒密 D．哈勃
11、宇宙热大爆炸后的不同时期分别形成了星系、恒星、行星等天体，太阳和地球大约是在大爆炸后的多少年形成的（　　）
A．110亿 B．150亿 C．10亿 D．100亿
12、列关于宇宙的认识正确的是（　　）
A．银河系是宇宙的中心 B．地球等行星源自太阳的大爆炸
C．宇宙是不断膨胀和演化的 D．质量越大的恒星寿命越长
13、关于宇宙大爆炸，下列说法中错误的是（　　）
A．宇宙诞生于距今约150万年前的一次原始火球大爆炸
B．大爆炸宇宙模型认为，“原始火球”的温度和密度高得无法想像
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．根据宇宙大爆炸理论可推知，所有星系都在背离我们运动
14、如图所示，在一只气球上画一些小圆点，充气使气球不断膨胀，观察此过程中各个小圆点之间的距离变化。用这个过程来模拟宇宙的变化的实验中，下列推理正确的是（　　）
A．小黑点间距变大，可以说明星系的退行速度在变快
B．气球会胀破，说明宇宙最终会走向灭亡
C．小黑点的间距变大，可以说明星系距离在变大，宇宙在膨胀
D．小黑点间距变大，由热胀冷缩原理可以直接推出宇宙温度在不断升高
（第14题图） （第15题图） （第16题图）
15、如图所示为大爆炸宇宙模型半径、温度与时间之间的关系。从图中可以看出(　　)
①随着宇宙半径的增大，宇宙温度在降低 ②随着宇宙半径的增大，宇宙温度在升高
③宇宙在不断收缩 ④宇宙在不断膨胀
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
16、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四点分别表示处女座、大熊座、牧夫座和长蛇座四大星系离银河系的距离与它们的运动速度之间的关系。由图可知：星系离我们越远，运动的速度　 　；可推知宇宙处在　 　之中。
参考答案：
一、知识点梳理：
1、托勒密 地球是宇宙的中心，地球是静止的，其他星体都绕着地球运转
2、哥白尼 太阳是宇宙的中心，地球和其他星体都围绕太阳作圆周运动
3、黑子 卫星 绕地球公转
知识点2、
1、观测仪器 （哈勃）望远镜
2、远离我们而去 大 膨胀
3、河外星系的退行远离速度与它们到地球的距离成正比 V=Hd 、整体性 膨胀
4、星系运动模型 5、爱因斯坦 天文观测 静态 膨胀或收缩的动态的
6、大爆炸宇宙理论 温度极高、密度极大 138亿 膨胀 小 低
7、辐射 5K 8、后来的星系、恒星和行星的形成与演化
二、例题讲解：
例题1、B
解析：A.说明宇宙大爆炸理论从提出到现在还不够科学，仍需要继续完善，但是不能说明该理论是错误的，错误；B.说明宇宙是在不断膨胀和不断变化的，正确；C.宇宙大爆炸理论还不够完善，我们不能将其全部否定，错误；D. 科学家测量星球年龄的方法一定出现错误，一定错误过于绝对，是不正确的；故B符合题意。
例题2、C
解析：宇宙有几种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩并坍缩成一个点。而宇宙最终是膨胀还是坍缩，取决于宇宙物质的平均密度。宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点，
所以两种情况都可能发生。故C符合题意。
例题3、D
解析：关于宇宙的起源，人类现在认同“大爆炸”理论；该理论认为，宇宙在最开始时是炽热的“原始火球”，距今约137亿年前，原始火球发生了大爆炸；大爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间和空间；宇宙空间在膨胀中，温度相应下降，最终当温度达到一定程度时，形成了现在的超星系团、星系团、星系及恒星、行星等；故以上说法均正确；故D符合题意。
例题4、B
解析：宇宙大爆炸仅仅是一种学说，是根据天文观测研究后得到的一种设想。A：热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的一个科学结论，错误。B：热大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说，正确。C：因为宇宙在不断膨胀的事实为热大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以热大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实，错误。D：热大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律，错误。故B符合题意。
例题5、（1）a （2）所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度就越快；星系间的距离在不断扩大 （3）不同星系的退行速度跟它们离我们的距离成正比（4）热大爆炸宇宙理论
解析：（1）若是以A点为参照物，c点远离A点的速度比B点快，丙图中a速度更大，因此射线a表示vC。 （2）如果以A点表示我们居住的地球，B点和C点都在远离它，并且B在相同时间里移动的速度小于C移动的速度，可以得出什么定性结论：所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度就越快；星系间的距离在不断扩大。 （3）星系离我们的距离与它的退行速度之间有正比关系。（4）哈勃的发现说明星系在不断运动，在变化，与宇宙膨胀有关，支持热大爆炸宇宙理论。
故答案为：（1）a（2） 所有的星系都在远离我们而去；星系离我们越远，它的退行速度就越快；星系间的距离在不断扩大 （3） 不同星系的退行速度跟它们离我们的距离成正比 （4）热大爆炸宇宙理论
三、随堂练习：
1、D 2、D 3、B 4、C 5、C 6、A 7、大爆炸宇宙；加速
四、课后练习：
1、1、D 2、A 3、C 4、D 5、D 6、B 7、D 8、A
9、B 10、D 11、D 12、C 13、A 14、C 15、B 16、越快（越大、变大、变快）；膨胀
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浙教版七上科学§3.3人类对宇宙的探索（1）教学设计
课题 3.3人类对宇宙的探索（1）…宇宙学说 单元 三 学科 科学 年级 七上
教材分析 本课时为新浙教版七上第三章第3节《人类对宇宙的探索》的第1课时，主要内容：从“地心说”到“日心说”。本课时是在学生学习地球、太阳、太阳系等内容后进行进一步的学习，主要是让学生了解宇宙的起源；从地心说到日心说再到现代宇宙学说，认识到人类对宇宙的认识是一个不断发展的漫长的历程；提升学习探索宇宙的兴趣，激发学习的热情，树立正确的宇宙观。本课时既是太阳系的深入与拓展，更是后续学习宇宙相关知识的基础，所以具有十分重要的地位和作用。
学习目标 科学观念：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点；了解观测对认识宇宙的重要；了解大爆炸宇宙学说；科学思维：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类对宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程；根据逆向思维，了解宇宙大爆炸理论； 探究实践：通过阅读、分析等活动，学生提高收集信息和处理信息的能力，提高表达、交流和合作的能力；态度责任：学生对自然现象保持较强的好奇心和求知欲,激发勇于探索宇宙的兴趣,尊重科学原理不断提高对科学的兴趣，关心科学技术的发展，反对迷信，培养正确的宇宙观。
重点 热大爆炸宇宙理论
难点 宇宙的起源证据，星系运动模型的建立
教学环节 教师活动 设计意图
导入新课 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲航天员为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课，并通过视频与地面课堂师生进行实时互动交流。 “天宫课堂”对于培养青少年科学精种、激发探索浩瀚宇宙的兴趣具有独特优势。 人类为什么孜孜不倦地探索宇宙？探索宇宙有哪些发现？ 导入新课
讲授新课 一、从“地心说”到“日心说”： 地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是字宙的中心。 科学研究表明：地球位于太阳系内，天阳系位于银河系比较边缘的一个普通的位置，并没有明显的独特地位。 关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到冷，人们的认识经历了根本性的变革。 1、我国古代的宇宙观： 我国战国时期的盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。 到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和颗行星的基本运动规律,并能推算天象的发生。 2、“地心说”的主要观点： 早期的希腊人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。 公元2世纪，希腊天文学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，进一步完善了地球中心学说，创立了“地心说”模型。 托勒密认为，地球是宇宙中心，且静止不动，太阳、月球、行星和恒星等所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转。 “地心说”可以解释5颗行星的观测路径，以及太阳、月球的运动路径。所以在随后的1000多年里，普遍为人们所接受。 3、人们对“地心说”的质疑： 尽管托勒密的地心说模型并不正确，便它能够解释很多人们观察到的天文现象，所以也给发现“地心说”不足的人们造成了难题。 （1）科学家们的观测： 科学家经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。 （2）哥白尼的发现： 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发现，与其他5颗行星一样，地球也是一颗行星。 （地心说宇宙模型） （日心说宇宙模型）（3）哥白尼提出“日心说”： 哥白尼认为，天空中观察到的行星运动可通过旋转的地球来简单地解释。 在得出地球是一颗行星后，哥白尼为太阳系建立了一个“日心说”模型。 该模型认为太阳是宇宙的中心，地球和行星都围绕太阳做圆周运动。 哥白尼在著作《天球运行论》中阐述了“日心说” 的理论基础。 （4） “日心说”的证据： 与地球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”的提出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也未能正确解释行星的运动方式与成因。 用现代科学方法探索自然的思想，须用实际观测进行检验，检验不合格的思想会被抛弃，只有检验合格的思想才能逐渐被人们接受。 “日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说”在绝大多数人仍相信“地心说”的时代，人们需要更多的证据才能接受“日心说”。 （5） 伽利略的观测为“日心说”提供有力证据： 1609年，科学家伽利略用自制的望远镜观测天空，他收集的证据，逐渐让入们相信“日心说”是正确的。 伽利略的发现： ①太阳上有黑子，说明太阳并不完美； ②围绕着木星的有4颗卫星，说明并非所有天体都在绕地球运行； ③金星的位相变化也说明金星并不是围绕地球公转的。 （6） “日心说”的意义所在： ①日心说"吸引人的地方是它简单，人们可以更好地理解它。 ②哥白尼采用科学方法，基于多年观测，开启了科学革命，推翻了“地心说”； ③哥白尼“日心说”的建立，使我们的认识从“地球中心”走向“太阳中心”。今天我们知道，太阳系中的所有天体都围绕太阳公转。 阅读：伽利略讨论交流：“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也有不正确之处，请用相关知识解释。参考：日心说确实不完全正确,但它与原来的地心说相比已经是一个很大的进步了；日心说的正确在于认识到太阳系行星是围绕太阳运转的,是太阳系的中心；但它的错误在于： 1）认为太阳是宇宙的中心.我们现在都知道太阳只是太阳系的中心,并不是宇宙的中心,它连银河系的中心都不是； 2）认为行星围绕太阳作匀速圆周运动.而事实上行星围绕太阳运动的轨道不是正圆而是椭圆,运行速率也会受到它与太阳之间的距离影响。 二、现代宇宙学说： 1、宇宙学： 研究宇宙的性质、结构和演化（起源、演化和死亡）的科学。 2、宇宙存在不同的天体系统层次： 我们看到的宇宙是由各种不同的天体系统组成的。科学有借助现代望远镜，揭开了宇宙中的许多奥秘。 读图：二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。 阅读图3.3-4，回答下列问题： 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）得出结论，星系距离地球的远近与其退行的速度有什么关系？ 3、哈勃对星系运动模型的研究： 1929年，天文学家哈勃根据自己对银河系以外星系距离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距离，发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。 这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。 哈勃定律，星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。 哈勃定律可以用公式表示为:v=dH 其中，v为星系退行速度，d为星系到观察者的距离，H为哈勃常数。 哈勃定律被随后的进一步观测所证实。 哈勃定律反映了整个宇宙的整体性,展示了一幅宇宙整体退行图景，即宇宙正在不断地膨胀。 思考讨论：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？ 参考：河外星系都在远离我们而去，并不意味着我们处于“宇宙的中心”。造成无数星系四散离去的原因，是宇宙正处在一种整体膨胀之中。这种膨胀使得所有的星系并非只是远离我们而去，而是相互之间都在彼此分离。你到任何一个星系上去，都会看到同样的情景。探索活动： 为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，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，在其表面贴上一些圆形小纸片。小纸片代表星系； 2）在圆形小纸片上用笔做记号，表示星系上的“居民”，记录相邻“星系”的位置和距离； 3）用打气筒持续地向气球充气:使气球不断地胀大(即宇宙膨胀)； 4）观察气球在胀大过程中，各个圆形小纸片间距离的变化。这些原先靠得很近的“星系”之间的距离增大了吗 4、现代宇宙学说的发展： 现代宇宙学以爱因斯坦的广义相对论为理论基础，以天文观测为事实依据。 （1）爱因斯坦的静态宇宙模型： 1915年，著名科学家爱因斯坦建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。 （2）弗里德曼的动态宇宙模型： 1922年，苏联科学家弗里德曼从广义相对论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态的模型并不为当时的人们所重视。 当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证实了。 思考讨论：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？ （3）伽莫夫的宇宙大爆炸理论：（附视频） 1948年，伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理论。 他们认为，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。 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。 （4）宇宙大爆炸理论被广泛认同： 宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙天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。 多方面观测研究表明，我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸。 大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。 宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。 （5）人类对宇宙的探索将持续下去： 虽然宇宙大爆炸理论已经取得很大的成功，但是随着研究的不断深入，仍然遇到了不少的疑难问题。像一切科学理论一样，宇宙大爆炸理论没有也不会穷尽一切真理，它也有局限性，是“未完成的乐意”。 宇宙让我们的思考广阔而深邃。 宇宙有没有边界？宇宙会终结吗？……这些问题，有待于人们去探索和证实。 地心说与人们生活中的观察比较接近 地心说的提出与当时的科学技术水平有关日心说的提出 基于观测仪器的发展使学生认识到仪器和观测的重要性从地心说到日心说，学生体会人类对宇宙的认识是一个漫长的过程所有的理论都需要得到观测的检验活动体会宇宙的膨胀现代宇宙模型是基于观测、分析、推理一个猜想被中一个猜想替代，需要科学家们的努力与坚持人类以宇宙的探索没有停止，激发学生对探索宇宙产生兴趣
课堂练习 1、关于大爆炸论的下列说法中，不正确的是（　C　） A．微波背景辐射是热大爆炸的有力证据B．爆炸引起的宇宙膨胀至今还在继续C．宇宙各星系间的相对位置不会再发生改变D．宇宙有可能永远膨胀下去2、下列是宇宙大爆炸理论观点的是（ A　　） A．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在正在加速膨胀B．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在膨胀已开始变慢C．大爆炸发生于很久的过去，现在宇宙已处于稳定状态D．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在膨胀已结束且开始收缩3、宇宙热大爆炸后（　D　） A．密度增大，温度升高 B．密度减小，温度升高C．密度增大，温度降低 D．密度减小，温度降低4、下列有关大爆炸宇宙论的说法正确的是（　D　） A．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的科学结论B．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说C．因为宇宙在不断膨胀的事实为大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实D．大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律5、2016年2月12日，美国科学家宣布探测到来自遥远天体的引力波信号，这个发现可以帮助科学家探索宇宙的诞生和发展。下列说法正确的是（　A　） A．宇宙是有起源的、膨胀的、演化的B．太阳是宇宙的中心C．宇宙中星系间的距离是恒定不变的D．地球是宇宙的中心 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、地心说：创立者托勒密，主要观点：地球是静止的，是宇宙的中心，其他天体都围绕地球运转； 2、“日心说”创立者哥白尼，主要观点：太阳是宇宙的中心，地球及其他星体都围绕太阳作圆周运动；由伽利略的天文观测作为有力证据； 3、现代宇宙学的发展： ①哈勃发现：银河系外的星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。宇宙正在膨胀。 哈勃定律：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比，v=Hd；反映了宇宙的整体性与无中心膨胀性； ②爱因斯坦的静态宇宙模型 ③弗里德曼的收缩或膨胀的动态宇宙模型 ④伽莫夫的大爆炸宇宙模型：宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，宇宙便由温度极高密度极大的一点开始膨胀至今。宇宙大爆炸为后来的星系、恒星、行星等天体的形成和演化提供了所有的能量。 帮助学生掌握重点，更加容易的学习。
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第三章 广袤浩瀚的宇宙
浙教版七年级上册
第3节 人类对宇宙的探索（1）
－－宇宙学说
教学目标
科学观念：了解地心说及其主要观点；了解日心说及其主要观点；
了解观测对认识宇宙的重要；了解大爆炸宇宙学说；
科学思维：了解宇宙是有起源的、膨胀的、演化的；了解人类对
宇宙的认识是一个不断发展的漫长历程；根据逆向思维，了解
宇宙大爆炸理论；
探究实践：通过阅读、分析等活动，学生提高收集信息和处理信
息的能力，提高表达、交流和合作的能力；
态度责任：学生对自然现象保持较强的好奇心和求知欲,激发勇于
探索宇宙的兴趣,尊重科学原理不断提高对科学的兴趣，关心
科学技术的发展，反对迷信，培养正确的宇宙观。
新知导入
2023年9月21日，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲航天员为广大青少年带来一堂精彩的太空科普课，并通过视频与地面课堂师生进行实时互动交流。
“天宫课堂”对于培养青少年科学精种、激发探索浩瀚宇宙的兴趣具有独特优势。
人类为什么孜孜不倦地探索宇宙？探索宇宙有哪些发现？
新知讲解
一、从“地心说”到“日心说”：
地球曾被人们认为是宇宙中独一无二的天体，是字宙的中心。
科学研究表明：地球位于太阳系内，天阳系位于银河系比较边缘的一个普通的位置，并没有明显的独特地位。
关于宇宙和我们赖以生存的地球，从古到冷，人们的认识经历了根本性的变革。
1、我国古代的宇宙观：
我国战国时期的盖天说认为，天圆如张盖，地方如棋盘。盖天说这种宇宙观，虽然已经摆脱神话的影响，但远没有揭示宇宙的本质。
到秦汉时期，人们初步认识了太阳、月球和颗行星的基本运动规律,并能推算天象的发生。
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2、“地心说”的主要观点：
早期的希腊人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。
公元2世纪，希腊天文学家托勒密在亚里士多德等前人对宇宙的认识的基础上，进一步完善了地球中心学说，创立了“地心说”模型。
托勒密认为，地球是宇宙中心，且静止不动，
太阳、月球、行星和恒星等所有天体都围绕着地
球在各自的圆形轨道上运转。
“地心说”可以解释5颗行星的观测路径，以
及太阳、月球的运动路径。所以在随后的1000多
年里，普遍为人们所接受。
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3、人们对“地心说”的质疑：
尽管托勒密的地心说模型并不正确，便它能够解释很多人们观察到的天文现象，所以也给发现“地心说”不足的人们造成了难题。
（1）科学家们的观测：
科学家经过仔细观测，发现行星运行规律与托勒密的宇宙体系并不吻合。
（2）哥白尼的发现：
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发现，与其他5颗行星一样，地球也是一颗行星。
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（3）哥白尼提出“日心说”：
哥白尼认为，天空中观察到的行星运动可通过旋转的地球来简单地解释。
在得出地球是一颗行星后，哥白尼为太阳系建立
了一个“日心说”模型。
该模型认为太阳是宇宙的中心，地球和行星都围
绕太阳做圆周运动。
哥白尼在著作《天球运行论》中阐述了“日心说”
的理论基础。
注：科学家在对宇宙各方面建模时仍遵循简单、对称和美观的原则。
新知讲解
（4） “日心说”的证据：
与地球是宇宙的中心的观点相比，“日心说”的提出是一个重大突破。但哥白尼保留了希腊人的行星做圆周运动的观点，也未能正确解释行星的运动方式与成因。
用现代科学方法探索自然的思想，须用实际观测进行检验，检验不合格的思想会被抛弃，只有检验合格的思想才能逐渐被人们接受。
“日心说”挑战了当时占主导地位的“地心说”在绝大多数人仍相信“地心说”的时代，人们需要更多的证据才能接受“日心说”。
新知讲解
（5） 伽利略的观测为“日心说”提供有力证据：
1609年，科学家伽利略用自制的望远镜观测天空，他收集的证据，逐渐让入们相信“日心说”是正确的。
伽利略的发现：
①太阳上有黑子，说明太阳并不完美；
②围绕着木星的有4颗卫星，说明并非所有天体都在绕地球运行；
③金星的位相变化也说明金星并不是围绕地球公转的。
新知讲解
（6） “日心说”的意义所在：
①日心说"吸引人的地方是它简单，人们可以更好地理解它。
②哥白尼采用科学方法，基于多年观测，开启了科学革命，推翻了“地心说”；
③哥白尼“日心说”的建立，使我们的认识从“地球中心”走向“太阳中心”。今天我们知道，太阳系中的所有天体都围绕太阳公转。
阅读：
伽 利 略
伽利略·伽利雷（Galileo Galilei，1564年2月15日－1642年1月8日），意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家，科学革命中的重要人物。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测，以及支持哥白尼的日心说。伽利
略做实验证明，感受到引力的物体并不是呈匀速运动，而是呈加速
度运动；物体只要不受到外力的作用，就会保持其原来的静止状态
或匀速运动状态不变。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠定了
基础。
1609年8月21日，伽利略展示了人类历史上第一架按照科学原
理制造出来的望远镜。由于伽利略的观测发现与当时人们对宇宙的
普遍认识并不一致，挑战了居于统治地位的“地心说”，罗马宗教
裁判所判处伽利略终身监禁，随后改为软禁，直到1642年病逝。
伽利略被誉为“现代观测天文学之父” 、“现代物理学之父” 、
“科学之父” 及“现代科学之父”。
讨论交流
“日心说”中有关宇宙以太阳为中心的提法也有不正确之处，请用相关知识解释。
日心说确实不完全正确,但它与原来的地心说相比已经是一个很大的进步了；日心说的正确在于认识到太阳系行星是围绕太阳运转的,是太阳系的中心；但它的错误在于：
1）认为太阳是宇宙的中心.我们现在都知道太阳只是太阳系的中心,并不是宇宙的中心,它连银河系的中心都不是；
2）认为行星围绕太阳作匀速圆周运动.而事实上行星围绕太阳运动的轨道不是正圆而是椭圆,运行速率也会受到它与太阳之间的距离影响。
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二、现代宇宙学说：
1、宇宙学：
研究宇宙的性质、结构和演化（起源、演化和死亡）的科学。
2、宇宙存在不同的天体系统层次：
我们看到的宇宙是由各种不同的天体系统组成的。科学有借助现代望远镜，揭开了宇宙中的许多奥秘。
读图：
二十世纪一二十年代，天文学家用大型望远镜观测了银河系以外的星系，测出不同星系间的距离，判断它们的运动速度以及运动方向。
阅读图3.3-4，回答下列问题：
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）得出结论，星系距离地球的远近与其退行的速度有什么关系？
约25亿光年 速度约40000km/s
速度最大长蛇座 最近室女
分析图示数据可知，离地球距离为每10亿光年是地，退行速度约16000km/s，所以距地球50亿光年时，星系的退行速度约为90000km/s。
新知讲解
3、哈勃对星系运动模型的研究：
1929年，天文学家哈勃根据自己对银河系以外星系距离的测定，结合其他天文学家的工作，分析了20多个星系的退行速度和距离，发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。
这表明，我们所处的宇宙正在膨胀。
哈勃定律，星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。
哈勃定律可以用公式表示为:v=dH
其中，v为星系退行速度，d为星系到观察者的距离，H为哈勃常数。
哈勃定律被随后的进一步观测所证实。
哈勃定律反映了整个宇宙的整体性,展示了一幅宇宙整体退行图景，即宇宙正在不断地膨胀。
思考讨论
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？
河外星系都在远离我们而去，并不意味着我们处于“宇宙的中心”。造成无数星系四散离去的原因，是宇宙正处在一种整体膨胀之中。这种膨胀使得所有的星系并非只是远离我们而去，而是相互之间都在彼此分离。你到任何一个星系上去，都会看到同样的情景。
探索活动
为了帮助我们更好地理解星系是如何运动的，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，在其表面贴上一些圆形小纸片。小纸片代表星系；
2）在圆形小纸片上用笔做记号，表示星系上的“居民”，记录相邻“星系”的位置和距离；
3）用打气筒持续地向气球充气:使气球不断地胀大(即宇宙膨胀)；
4）观察气球在胀大过程中，各个圆形小纸片间距离的变化。这些原先靠得很近的“星系”之间的距离增大了吗
小圆纸片间都在相互远离，说明圆纸片之间的距离在增大，且这种增大是没有中心的。
若圆形小纸片代表星系，则说明宇宙在没有中心的膨胀。
新知讲解
4、现代宇宙学说的发展：
现代宇宙学以爱因斯坦的广义相对论为理论基础，以天文观测为事实依据。
（1）爱因斯坦的静态宇宙模型：
1915年，著名科学家爱因斯坦建立了广义相对论，他将广义相对论用于宇宙的研究，建构了一个静态的宇宙模型。
（2）弗里德曼的动态宇宙模型：
1922年，苏联科学家弗里德曼从广义相对论出发，得到了一个均匀地膨胀或收缩的宇宙模型，遗憾的是这个动态的模型并不为当时的人们所重视。
当哈勃定律公布后，人们惊喜地发现，天文观测发现的现象正是理论模型所预言的现象。理论预言被天文观测证实了。
思考讨论
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？
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必然越小；再往前倒退至某一时间，宇宙肯定是密集在一个点上。
新知讲解
（3）伽莫夫的宇宙大爆炸理论：
1948年，伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理论。
他们认为，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。
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。
伽莫夫
视频：宇宙大爆炸理论
新知讲解
（4）宇宙大爆炸理论被广泛认同：
宇宙膨胀得到了观测事实的有力支持，宇宙天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。
多方面观测研究表明，我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸。
大爆炸为后来的星系、恒星和行星的形成与演化提供了所有的能量。
宇宙大爆炸理论是目前最准确的描述宇宙从诞生到当前状态的模型。
新知讲解
（5）人类对宇宙的探索将持续下去：
虽然宇宙大爆炸理论已经取得很大的成功，但是随着研究的不断深入，仍然遇到了不少的疑难问题。像一切科学理论一样，宇宙大爆炸理论没有也不会穷尽一切真理，它也有局限性，是“未完成的乐意”。
宇宙让我们的思考广阔而深邃。
宇宙有没有边界？宇宙会终结吗？……
这些问题，有待于人们去探索和证实。
科学阅读
爱 因 斯 坦
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein，1879-1955)建立广义相对论后，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，又开始恢复了生机。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
字宙常数，以维持宇宙的静态。当宇宙膨胀的预言
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字宙常数,是他人生中
犯下的一个大错误。
随堂练习
1、关于大爆炸论的下列说法中，不正确的是（　　）
A．微波背景辐射是热大爆炸的有力证据
B．爆炸引起的宇宙膨胀至今还在继续
C．宇宙各星系间的相对位置不会再发生改变
D．宇宙有可能永远膨胀下去
C
随堂练习
2、下列是宇宙大爆炸理论观点的是（　　）
A．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在正在加速膨胀
B．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在膨胀已开始变慢
C．大爆炸发生于很久的过去，现在宇宙已处于稳定状态
D．大爆炸引起宇宙的膨胀，现在膨胀已结束且开始收缩
A
随堂练习
3、宇宙热大爆炸后（　　）
A．密度增大，温度升高
B．密度减小，温度升高
C．密度增大，温度降低
D．密度减小，温度降低
D
随堂练习
4、下列有关大爆炸宇宙论的说法正确的是（　　）
A．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察和研究得出的科学结论
B．大爆炸宇宙论是科学家通过科学观察发现的一些自然现象所建立的假说
C．因为宇宙在不断膨胀的事实为大爆炸宇宙论提供了有力证据，所以大爆炸宇宙论已经说明了宇宙起源的事实
D．大爆炸宇宙论和牛顿第一定律一样是科学定律
D
随堂练习
5、2016年2月12日，美国科学家宣布探测到来自遥远天体的引力波信号，这个发现可以帮助科学家探索宇宙的诞生和发展。下列正确的是（　　）
A．宇宙是有起源的、膨胀的、演化的
B．太阳是宇宙的中心
C．宇宙中星系间的距离是恒定不变的
D．地球是宇宙的中心
A
课堂总结
1、地心说：创立者托勒密，主要观点：地球是静止的，是宇宙的中心，其他天体都围绕地球运转；
2、“日心说”创立者哥白尼，主要观点：太阳是宇宙的中心，地球及其他星体都围绕太阳作圆周运动；由伽利略的天文观测作为有力证据；
3、现代宇宙学的发展：
①哈勃发现：银河系外的星系都在远离我们而去，距离越远，离开我们的速度越大。宇宙正在膨胀。
哈勃定律：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比，v=Hd；反映了宇宙的整体性与无中心膨胀性；
②爱因斯坦的静态宇宙模型
③弗里德曼的收缩或膨胀的动态宇宙模型
④伽莫夫的大爆炸宇宙模型：宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸，宇宙便由温度极高密度极大的一点开始膨胀至今。宇宙大爆炸为后来的星系、恒星、行星等天体的形成和演化提供了所有的能量。
板书设计
3.3 人类对宇宙的探索（1）
……宇宙学说
一、从“地心说”到“日心说”
地心说：托勒密 静止的地球是宇宙的中心
日心说：哥白尼 太阳是宇宙的中心，地球及其他星体都围绕太阳作圆周运动；
二、现代宇宙学的发展：
①哈勃定律：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比，反映了宇宙的整体性与无中心膨胀性；
②爱因斯坦：静态宇宙模型
③弗里德曼：收缩或膨胀的动态宇宙模型
④伽莫夫的大爆炸宇宙模型：宇宙起源于137亿年前的大爆炸，由温度极高密度极大开始膨胀
作业布置
1、复习本课时主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、完成学案中“课后巩固”；
4、预习“银河系与河外星系”的相关内容。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
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