资源简介

(共97张PPT)
课标要求和学科素养
Curriculum requirements and subject literacy
根据图像资料，结合天文观测活动，描述各类天体的特点以及天体系统的层次结构；
运用示意图等指出地球在不同层级天体系统中的位置，描述地球的宇宙环境；
运用资料说出行星地球的普通性和特殊性，体会保护地球宇宙环境的必要性。
通过天文观测等活动，培养学生地理实践力；
通过了解地球在不同层级天体系统中的位置，再总体描述地球的宇宙环境，提高区域认知和综合思维能力；
体会保护宇宙环境的必要性，培养人地协调观。
课标要求
学科素养
情境导入
我国载人飞船工程首位航天员杨利伟在回忆从太空中俯瞰地球的感受时，这样写道:“地球真的太漂亮了，漂亮得无可比拟! 大空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星，浑身散发出夺人心魄的、彩色的明亮的光芒，她披着浅蓝色的纱裙和白色的飘带，如同天上的仙女缓缓飞行
中国“风云四号”气象卫星拍摄的地球
中国“风云四号”气象卫星拍摄的地球
中国“风云四号”气象卫星拍摄的地球
中国“风云四号”气象卫星拍摄的地球
思考：
地球真的会发光吗？
如果不是，那么从太空中看到的地球
(图1.1)为什么是明亮的？
这与它在宇宙中所处的位置有什么关系？
情境导入
CONTENT
01
地球在宇宙中的位置
02
行星地球
01-
地球在宇宙中的位置
The position of the earth in the universe
（一）你所理解的“宇宙”是什么？
往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。
——《淮南子》
上下四方曰宇，古往今来曰宙
（一）你所理解的“宇宙”是什么？
天文学定义：宇宙是所有空间、时间、物质以及事物的总称。
（一）你所理解的“宇宙”是什么？
哲学定义：宇宙是时空质三永三无的存在。
时间无尽永前
空间无界永在
质量无限永有
→无始无终
→无边无际
→无穷无尽
（二）人类认识宇宙经历了哪些漫长而曲折的过程？
托勒密
公元前400年
哥白尼
公元16世纪
1927年
勒梅特
中国古代天圆地方
（二）人类认识宇宙经历了哪些漫长而曲折的过程？
（三）什么是天体？
晴朗夜空下，仰望星空，可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云，以及相对星空背景有明显位移的行星、还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星
这些都是宇宙中物质存在的形式，它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质，统称为天体
恒星
是由发光等离子体——主要是氢、氦和微量的较重元素——构成的巨型球体；
太阳是离地球最近的恒星
太阳
天狼星（Sirius）
位于大犬座
天狼星的视星等为-1.46等
是除太阳外全天最亮的恒星
天狼星
蓝超巨星
蓝超巨星
是恒星光谱分类中的第1级
属于超巨星的其中一种
表面温度为10,000－50,000°C
质量约太阳的10倍以上
盾牌座 UY
盾牌座UY（UY Scuti）
是一颗位于盾牌座的红超巨星
它是一颗脉动变星。
半径预估为1708个太阳半径
体积是太阳的近50亿倍
其他恒星
星云（Nebula）
由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体
主要物质是氢，其次是氦
猎户座星云
马头星云
是一个暗星云
位于猎户座ζ星（参宿一）左下处
是猎户座分子云团的一部分
距离地球大约1500光年
马头星云
蝴蝶星云（M2-9）
是蛇夫座美丽的行星状星云
大小约150光年
是类太阳恒星演化晚期的产物
蝴蝶星云
蟹状星云
位于金牛座ζ星（天关）东北面
是一个超新星残骸和脉冲风星云
属于银河系英仙臂的一部分
距地球约6,500光年
蟹状星云
面纱星云
面纱星云位于天鹅座
距离地球2100光年左右
是约一万年前由一颗大质量恒星死亡形成的超新星遗迹
面纱星云
行星（planet）
绕恒星运行的、近似球状的天体
质量比恒星小，本身不发光
靠反射恒星的光而发亮
土星
水星
水星( )
是在太阳系八大行星中
离太阳最近的行星
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%的小行星都在此处被发现
卫星（Satellite）
是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体
月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球的天然卫星
月球
土星拥有许多卫星，所发现的卫星数达到145颗
土卫一
木卫一是最靠近木星的卫星
木卫一
人造卫星（Artificial Satellite）
环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。
人造卫星
英仙座流星雨
流星体（Meteor）
是太阳系内，小至沙尘，大至巨砾，成为颗粒状的碎片
流星体进入地球(或其他行星)的大气层之后,在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星
指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，呈云雾状的独特外貌，也是中国神话传说的扫帚星（星官名）
彗星分为彗核、彗发、彗尾三部分
黑洞，是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体；
黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速；
“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”
如何判断一种物质是不是天体？
①是否为宇宙间的物质
②是否位于地球大气层以外
试一试：判断以下哪些是天体？
彗星
流星雨
发射中的火箭
宇宙中的飞船
（四）什么是天体系统 ？
（四）什么是天体系统 ？
宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引，相互绕转，形成天体系统。天体系统有不同的级别；地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙。
单位：光年
由地球和月球构成；
地球是中心天体，因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。
观察思考：月球运行有何特点？
自转方向与周期和公转方向与周期完全一样
27天7小时43分11.47秒
潮汐锁定
潮汐锁定（或同步自转、受俘自转），由于重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体；例如，月球永远以同一面朝向着地球。
第一次揭开古老月背的神秘面纱
2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次月背软着陆。这是人类探测器首次在月球背面拍摄的图片，第一次揭开古老月背的神秘面纱。
观察思考：地月之间的信息如何传递？
地球
月球
通讯中继星
“鹊桥”
L2点
环L2点轨道
正面
背面
嫦娥四号探测器着陆在月球背面，而地球上的基站无法直接“看到”月球背面的情况，信息是如何传递的呢？
太阳系包括太阳、8个行星、近500个卫星和至少120万个小行星，还有一些矮行星和彗星；
太阳系内大部分的质量都集中于太阳，占据了太阳系所有已知质量的99.86%；
太阳系内的天体在太阳引力的约束下运动；
从地球到太阳的距离为1.5亿千米，被定义为 1天文单位
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统
在银河系中，有1 000亿颗以上的恒星；银河系的直径约10万光年
太阳与银河系中心的距离约2.6万光年
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
河外星系，是指在银河系以外，由大量恒星组成星系；
因为距离遥远，在外表上都表现为模糊的光点，因而又被称为“河外星云”‘
河外星系与银河系一样也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成。
仙女座星系
人们肉眼可见的河外星系一共有四个
仙女座星系、三角座星系和大麦哲伦星系、小麦哲伦星系
大麦哲伦星系
银河系和现阶段所能观测到的河外星系
统称为可观测宇宙，有时又称总星系。
目前哈勃体积半径约为460亿光年。
欧洲航空局（ESA）的Planck卫星观测到的宇宙微波背景温度、平滑后的温度、偏振情况
画出天体系统结构层次简图
月球
地球
地月系
太阳系
其他行星系
银河系
其他恒星系
河外星系
可观测宇宙
开展简单的天文现象观测活动
天文观测是天文学家重要的日常工作之一，天文爱好者也可以直接用肉眼或者用望远镜等进行月相、日食、月食、流星雨等天文现象的观测；观测前需做好准备工作，观测时注意个人安全防护。
开展简单的天文现象观测活动
以月相观测为例。月相可用肉眼直接观测，观测前需准备指南针和观测记录表。
确定月亮位置的方法
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。
图：确定月亮在天空中的位置
开展简单的天文现象观测活动
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
开展简单的天文现象观测活动
观测并记录月亮的位置和形状
傍晚日落后天空出现月牙的时候，在观测表上记下观测日期、月亮的位置和形状，并标注观测时刻(表1.1)。
接下来两周内，每天在同一时刻进行观测并记录。
描绘观测期间同一时刻月亮在天空的位置和形状变化(参考图1.8)。
表1.1月相观测记录表 日期 观测项目 公历 农历 月亮水平方位 月亮高度角 月亮形状
图:月相观测描绘示例( 2016年)
开展简单的天文现象观测活动
3. 总结观测结果
总结月亮位置的逐日变化
总结月亮形状的逐日变化
月相变化规律图
02-
行星地球
Planet Earth
（一）太阳系八大行星是哪些？
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，按照离太阳的距离从近到远
依次为水星（ ）、金星（♀）、地球（ ）、火星（♂）、木星（ ）、土星（ ）、天王星（ ）、海王星（ 或 ）
是太阳系的八大行星中最小且最靠近太阳的行星；
中国古称辰星，西汉《史记 天官书》的作者司马迁从实际观测发现辰星呈灰色，与五行学说联系在一起，以黑色属水，将其命名为水星；
水星是表面昼夜温差最大的行星，大气层极为稀薄无法有效保存热量。
壹
贰
金星在中国古代称为太白、明星或大嚣，早晨出现于东方称启明，晚上出现于西方称长庚。到西汉时期，《史记 天官书》作者司马迁从实际观测发现太白为白色，与“五行”学说联系在一起，正式把它命名为金星。
金星是离地球最近的行星，在夜空中的亮度仅次于月球，是第二亮的天体；
其表面的平均温度高达735 K（462 °C），是太阳系中最热的行星；
金星绕轴自转的方向（自东向西）与太阳系内大多数的行星是相反的。
贰
是距离太阳的第三颗行星，日地平均距离是1.5亿公里；
具有适宜生物生存的环境，是人类已知的唯一孕育和支持生命的天体；
地球形状大致呈椭球形，地球自转的效应使得沿贯穿两极的地轴方向稍扁，赤道附近略有隆起；
叁
是距离太阳第四近的行星，也是太阳系中第二小的类地行星；
欧洲古称火星为“马尔斯 ”，古罗马神话中的“战神”，也被称为“红色星球”；古汉语中则因为它荧荧如火，位置和亮度时常变动而称之为荧惑。
肆
是太阳系中体积最大的气态巨行星，质量是太阳的千分之一，却是太阳系其他行星质量总和的2.5倍；
有显著的大红斑，这是17世纪第一次被望远镜见到后就未曾停歇过的巨大风暴；
还有微弱的行星环和强大的磁层，截至2023年2月，木星已知有92颗卫星
伍
是气态巨行星，主要由氢组成，还有少量的氦与少量元素；
有一个显著的行星环系统，主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土
2023年确认的土星的卫星有145颗
陆
威廉·赫歇尔在1781年3月13日于自宅庭院中发现了这颗行星，是第一颗使用望远镜发现的行星，几乎横躺着围绕太阳公转；
大气的主要成分是氢、氦、甲烷和氘，天文学家设立了冰巨星分类来定义它们。
柒
是仅有的利用数学预测而非观测意外发现的行星；
也是已知太阳系中离太阳最远的大行星，与太阳之间的平均距离为45亿公里；
大气层的化学组成以氢分子和氦为主。此外，海王星大气中还有微量的甲烷，这是使行星呈蓝色的原因之一
捌
冥王星是被发现的第一颗柯伊伯带天体，第一颗类冥天体，是太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星。
1930年，克莱德·汤博发现冥王星，并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相若的天体开始挑战其行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%，国际天文联合会（IAU）因此在2006年正式定义行星概念，将冥王星排除出行星行列，重新划为矮行星。
冥王星
（二）八大行星如何分类？
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
（二）八大行星如何分类？
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
（二）八大行星如何分类？
天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星
（三）八大行星运动有何规律？
八颗行星都围绕太阳公转
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
（四）为什么说地球是一颗普通的行星？
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；
（五）为什么又说地球是一颗特殊的行星？
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
（五）为什么又说地球是一颗特殊的行星？
地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件，
这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关；
也与地球有一个安全的宇宙环境有关。
01
（六）地球存在生命的条件是什么？
# 宇宙环境
安全的宇宙环境——大小行星各行其道，互不干扰
# 稳定光照
02
稳定的太阳光照——
太阳处于中年时期，状态稳定
（六）地球存在生命的条件是什么？
03
# 适宜温度
适宜的温度——日地距离适中，公转自转周期适中
（六）地球存在生命的条件是什么？
04
# 大气条件
适合生物生存的大气——地球自身的体积、质量适中
（六）地球存在生命的条件是什么？
05
# 液态水
生物体最重要的组成部分;
水在生命演化中起重要作用
（六）地球存在生命的条件是什么？
（七）如何对待地球的宇宙环境？
地球是人类在宇宙中唯一的家园
随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾越来越多；地球的宇宙环境亟待保护，这是全人类共同的责任
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
地心说
自古以来人们就对天文现象十分好奇。
直至400多年前，人们只能通过肉眼观测宇宙，因视野范围有限，误认为地球是宇宙的中心。
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
日心说
1543年，哥白尼通过观测和计算提出了日心说，由于缺乏更多的支持，不被广泛认可。
尼古拉·哥白尼 (1473—1543年）
波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
日心说
1609 年，伽利略制造了一架小型望远镜，其放大率只有32倍；然而，伽利略用这架望远镜观测到了月球陨石坑、太阳黑子、木星的4颗卫星、土星光环。
他的一些观测结果有力地支持了哥白尼的日心说。
伽利略·伽利雷（1564～1642年）
意大利天文学家，物理学家和工程师
现代物理学之父、科学方法之父、现代科学之父
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
由此，人们对宇宙的观测方式进入了望远镜时代，宇宙观也发生了改变。
此后，天文望远镜突飞猛进地发展，人类对宇宙的认识也逐步扩展、加深。
赫歇耳借助天文望远镜将观测范围扩展到太阳系之外，确认了由众多恒星构成的银河系的存在。
威廉·赫歇尔（1938～1822）年
英国天文学家，恒星天文学的创始人英国皇家天文学会第一任会长
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
哈勃望远镜
哈勃通过天文望远镜发现了仙女座星云其实是由大量恒星组成的，而且距离远远超出银河系的范围，证实了河外星系的存在
哈勃天文望远镜 Hubble space telescope
自学窗
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
“中国天眼”
2016年，我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的宇宙信息。
500米口径球面射电望远镜灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展人类的视野，用于探索宇宙起源和演化。
中国500米口径球面射电望远镜
本节主要内容
天体的类型及其判断
天体系统的构成及其层次性
太阳系的组成
八大行星绕日运行规律
地球的普通性与特殊性
地球上存在生命的条件
课时作业
Lesson assignment
必修一 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 课时作业
C
1. 根据所学知识和材料信息，判断下列不属于天体的是（ ）
A.位于奔月轨道的“嫦娥四号”探测器 B.“鹊桥”中继卫星
C.月面考察的“玉兔二号”探月车 D.月球
北京时间2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”月球探测器世界首次在月球背面顺利着陆。随后，“嫦娥四号”探测器向位于月球同步轨道的“鹊桥”中继卫星发送了月球表面照片。一天后，“嫦娥四号”探测器释放“玉兔二号”探月车对月面进行考察。
地球
月球
发射
进入奔月轨道
中段轨道误差修正
制动开始
进入月球轨道
必修一 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 课时作业
2. 运行在太空中的“神舟十一号”与“天宫二号”属于的最低一级天体系统是（ ）
A.银河系 B.河外星系 C.地月系 D.太阳系
3．下列属于天体的是（ ）
①地球 ②河外星系 ③天空中飘动的云
④星际空间的气体和尘埃 ⑤陨星 ⑥流星体
A. ①②④ B. ①③④
C. ②④⑥ D. ①④⑥
D
C
必修一 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 课时作业
（1）图中的字母所代表的行星名称是：
A___________、B___________、C___________、D___________
（2）属类地行星的有___________（填字母）
（3）用箭头在地球公转轨道附近表示八大行星的公转方向。
（4）用小圆点在适当的轨道位置表示出小行星带。
（5）比太阳系低一级的天体系统是________，其中心天体是_____；
比太阳系高一级的天体系统是________。
A
B
C
D
E
F
G
H
I
4．读太阳系模式图,
完成下列各题：
水星
天王星
海王星
土星
AHGF
地月系
地球
银河系
必修一 第一章 宇宙中的地球 第一节 地球的宇宙环境 课时作业
5．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
E(H)
H(E)
B
A
C
F
D
G

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