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3.2 太阳系的组成与结构
浙教版七年级科学上册
第三章 广袤浩瀚的宇宙
2021年5月15日，天问一号探测器在火星表面成功着陆，并对火星展开探索。我国成为第二个在火星上成功着陆探测器的国家。那么，除了火星，太阳系还有哪些行星 太阳系各行星又有什么特点
一、太阳系的组成
八大行星、矮行星、小行星、卫星、彗星、流星体等天体共同构成了太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,是太阳系中体积和质量最大的天体。
太阳系示意图
思考与讨论
1.与地球相邻的是哪两颗行星
2.八大行星的运动有哪些共同的特征
探索活动
1让同伴拿着手电筒站在离你2m的地方，然后让同伴将手电筒朝你所在的方向照过来。告诉同伴握住手电筒不动。
2.面朝手电筒，绕着同伴转圈，保持离同伴2m远的距离。
3.记录你所观察到的明暗变化情况。
4.重复这一活动。但是这次你面朝一个方向，站着不动。让同伴拿着手电筒，始终将光照向你并围绕着你转圈，保持离你2m远的距离。
5.记录你所观察到的明暗变化情况。如果你代表地球，同伴代表太阳，你能够仅仅根据本活动中的观察结果来判断哪个是太阳系的中心吗
二、太阳
太阳(Sun)是离地球最近的恒星。耀眼的太阳每天东升西落，温暖着地球。太阳是一颗自身能够发光发热的气体星球。太阳直径大约是1.4×106km，相当于地球直径的109倍，表面温度约为5500℃，中心温度高达1.5 ×107℃。太阳的体积大约是地球的130万倍，质量约为地球的33万倍。它与地球的平均距离约为1.5×108km。太阳为人类活动提供了最重要的能量，地球上的生物生长、空气和水的循环都与太阳息息相关。
思考与讨论
1.光的传播速度为3×108m/s大阳光到达地球需要多少时间
2.查阅资料，说一说植物的哪些形态特征与太阳光有密切的关系。
二、太阳
现代观测表明，太阳已有约50亿年的历史。它是一颗典型的中等质量的恒星，正平稳地燃烧着自身。现在，科学家对恒星演化过程的认识不断深入,勾勒出太阳的生命历程。太阳大气层由内向外依次分为光球层、色球层和日冕。光球层是人们能够看到的太阳的圆面，色球层是太阳大气的中间层。通常，色球层只有在发生日全食时才能看见。日冕是太阳大气的最外层，只有使用特殊仪器或在日全食时才能观察到。
思考与讨论
光球层处在太阳大气的最里层,为什么还能够被我们看见
二、太阳
太阳表面经常发生变化，这些变化统称为太阳活动。常见的太阳活动主要有太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。太阳黑子是太阳光球层上出现的黑色小斑点，只是因其温度比周围区域低，看上去比周围暗。太阳耀斑是太阳色球层上出现的一些突然增亮的斑块。日珥是太阳色球层上喷射出的弧状大气。太阳黑子的多少和大小，往往作为太阳活动强弱的标志。通常，耀斑、日珥的出现与太阳黑子的活动有关。
思考与讨论
根据图3.2-6太阳黑子的数量变化图，算一算两个相邻高峰值年或低峰值年之间的时间。
二、太阳
观测发现，太阳黑子的活动呈现出有规律的变化。科学家推断，太阳黑子的活动周期约为11年。太阳活动对地球的影响很大。例如，耀斑增强时地球上的短波通信会受到明显影响。太阳黑子、耀斑活动增强时，人们需要用各种防晒措施来避免太阳光中过强的紫外线对皮肤造成损伤。
三、行星及其卫星
太阳系中的行星是直接围绕太阳转动的球状星体。人类很早就用肉眼观察到了水星、金星、火星、木星和土星等行星。卫星是围绕行星、矮行星、小行星转动的天体。
太阳系中八大行星大致都在同一平面的近似圆形轨道上，沿着同一方向绕太阳公转。除金星外，其他行星的自转方向和公转方向相同。虽然和太阳相比，行星的体积都很小，但是八夫行星的体积、质量和外观有很大的差异。尽管木星、土星、天王星和海王星要比地球和其他行星大很多，但它们与太阳相比，仍然很小。
假定地球的质量和体积为1个单位，太阳系其他行星相对于地球的质量和体积的数值见表3.2-1。
1.找一找八大行星中体积和质量较大的两颗行星。
2.比一比，体积、质量与地球相近的行星是哪一颗
3.说一说,木星有哪些明显特征
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
质量 0.05 0.82 1 0.11 317.89 95.18 14.63 17.15
体积 0.056 0.856 1 0.15 1316 745 65.2 57.1
表3.2-1八大行星相对于地球的质量和体积
思考与讨论
地球是太阳系中唯一一颗表面上有液态水存在的行星，水改变着地表的形态。地球上有大气层，大气中富含氧气，供人类及其他生物生存所需。地球是当今人类已知的星系中唯一能够孕育和支持生命的星球。
地球
水星(Mercury)是离太阳最近的行星，比地球的卫星月球大不了多少水星上没有大气，布满了环形山，没有卫星。由于离太阳比较近且没有空气，水星表面昼夜温度变化很大。
水星
金星(Venus)的大小与地球相近，表面有非常厚的大气，主要成分是二氧化碳。金星表面很热，平均温度约460℃。我国古代先人把早晨出现于东方天空的金星称为“启明星”。
金星
火星(Mars)的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期与地球相近，公转周期是地球的两倍。火星上的大气成分以二氧化碳为主，非常稀薄。火星表面温度变化范围约为一140℃~20℃。
科学家观测到火星上有一些巨大的峡谷，以及一些很像古代海岸线的地貌特征，由此推断，很久以前火星表面可能有大量流动的液态水。火星探测器发现火星南极冰冠有部分退缩，科学家认为，这是因为大量的水被冻结在火星地表下面。火星的表面覆盖着一层氧化铁，因此，火星看上去呈橘红色，又被称为“红色行星”
火星
思考与讨论
为什么人类首先要对火星进行探索 对火星的探索需要克服哪些困难
土星(Saturn)是太阳系中的第二大行星，也是太阳系中唯一密度小于水的行星。土星与木星一样，有一层由氢气和氦气组成的大气层。在风大行星中，土星有着壮观的光环，光环由绕土星运转的碎块和微粒组成。一星最大的卫星一、“土卫六”比水星还大。
土星
天王星(Uranus)的体积在太阳系八大行星中排名第三，质量排名第四，几乎横躺着围绕太阳公转，拥有卫星。其大气的主要成分是氢气、氦气、甲烷。天王星是太阳系内大气层温度最低的行星，最低温度约为一224℃。天王星是人类使用望远镜发现的第-颗行星。
天王星
海王星(Neptune）是太阳系中离太阳最远且寒冷的蓝色大行星，大气层以氢气和氦气为主，有微量的甲烷。海王星被称为“笔尖下发现的行星”。人们观测到的天王星轨道与用牛顿理论计算出的结果有偏差，于是，两位年轻的天文学者根据天王星的观测资料和牛顿理论，各自独立计算出这颗“新行星”的运行轨道，天文学家在预测位置观测到了这颗行星,命名为海王星。
海王星
实践活动
1.绘制太阳系及太阳系中八大行星示意图。
2.设计并制作两个实物模型，一个模型表示各行星与太阳之间的距离，另一个模型表示各行星与太阳相对体积的太小。
3.运用信息技术,选择合适的软件，观察水星、金星、火星、木星和土星，并描述其突出的特点。
四、小行星和彗星
小行星( minor planet)是指太阳系中类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。太阳系中数以万计的小行星，大部分集中在火星和木星之间，形成了小行星带。小行星的运行轨道一旦发生变化，就有可能被行星俘获并发生剧烈的撞击。
我国天文学家张钰哲于1928年发现的一颗小行星，被命名为“中华”，这是第一颗由中国人发现的小行星。
彗星(comet)是指亮度和形状会随着与太阳距离的变化而变化，并围绕太阳运动的天体。彗星由彗核、彗发、彗尾三部分组成。彗核是由岩石碎片、固体微粒和水结成的“冰球”。当彗星接近太阳时，彗核的冰物质受阳光照射变成气态物质，形成彗发。这些气态物质被太阳风“吹拂”,形成长长的彗尾。
彗星
彗星曾被视作一种神秘的现象。英国天文学家哈雷(E.Halley)在对彗星轨道的研究中，运用牛顿理论计算它们的轨道，发现1531年、1607年、1682年出现的这三颗彗星的轨道是一样的。由此他推断，这三次出现的彗星应是同一颗星，其绕太阳运行的周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次出现。1759年3月，这颗彗星果然又出现了。人们把这颗彗星叫作哈雷彗星。哈雷彗星的发现，显示出科学理论的强大预测能力。
其实，我国早在公元前613年就有关于哈雷彗星的记载。历史文献研究表明，我国古人曾经记录了10个世纪中，哈雷彗星每次出现的时间，但由于哈雷彗星76年才出现一次，因此，他们无法关联这些现象来证明多次看到的是同一颗彗星。
彗星在绕太阳运行时，如果跟行星相撞，会发生剧烈的撞击。1994年，苏梅克一列维9号彗星以2.1×105km/h的速度撞击木星。撞击后，木星表面升起宽阔的尘云，高温气体冲至1000km的高度，并在木星上留下了地球般大小的痕迹。
小行星等太阳系中的一些小型天体闯入地球大气层时，与大气摩擦、燃烧、发光而划亮夜空的现象，称为流星现象。那些没有烧尽的流星体降落到地球表面，叫作陨星。其中，主要由岩石构成的陨星叫陨石。
实践活动
1.绘制彗星示意图，并在图中标注彗核、彗发、彗尾。
2.收集彗星的资料，查一查上一次哈雷彗星出现的时间，推算下一次哈雷彗星光临地球将是哪一年。
“祝融号”火星车的安全着陆，是我国漫长行星探索的里程碑事件。下图是太阳系示意图，图中代表火星的是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】D
【解析】太阳系的八大行星离太阳由近到远的顺序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。故图中代表火星的是丁，D正确。故选D。
课堂小练习
宇宙中有闪烁的恒星、移动的行星、圆缺变化的月亮、一闪即逝的流星、拖着尾巴的彗星，还有存在于星际空间的气体和尘埃等，下列有关说法正确的是（　　）
A．晚上北半球指北的最佳参照物是北斗星
B．晴朗的夜晚，我们看到的星星多数是恒星
C．天体系统由大到小的顺序是宇宙—太阳系—银河系
D．北斗七星都在同一星座，因为它们距离地球一样远
课堂小练习
【答案】B
【解析】A．天空中星星围绕北极星逆时针旋转，北极星相对“不动”，在北半球晚上指北的最好参照物是北极星，但是北极星并不等于北斗星，A错误；B．晴朗的夜晚仰望星空，我们看到的星星多数是恒星，恒星会自己发光，亮度高，太阳系之外的我们所能看得到的只能是恒星，B正确；C．银河系比太阳系大，C错误；D．北斗七星之间的实际距离十分遥远，它们各自都是独立的恒星，不是通过引力作用而结合在一起，D错误。
课堂小练习
【答案】C
【解析】太阳是太阳系中唯一能自己发光的天体；月球是地球的天然卫星，不是行星；哈雷彗星是太阳系的成员之一；地球不是太阳系中最大的行星。故选C。
下列有关太阳系的叙述中，正确的是（　　）
A．太阳是宇宙中唯一能自己发光的天体
B．月球是地球上能看到的最亮的行星
C．哈雷彗星是太阳系的成员之一
D．地球是太阳系中最大的行星

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