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地球的宇宙环境
第一章 宇宙中的地球
2019人教新版
学习目标
1.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。
2.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。
3.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。
1.1 地球的宇宙环境
目 录
1.地球在宇宙中的位置
2.行 星 地 球
马斯克的“火星移民计划”（天才还是骗子？）
2020年1月份，马斯克宣称，他的SpaceX 打算在 2050 年之前用火箭将 100 万人送上火星，并在火星建立人类的第二根据地。
马斯克为什么会选择火星作为人类的第二根据地？
1
地球在宇宙中的位置
一、地球在宇宙中的位置
宇宙是时间和空间的统一体，是运动、发展和变化着的物质世界
“宇” ——“上下四方”
“宙” ——“古往今来”
——无限的空间
——无限的时间
宇宙间物质存在的形式，是宇宙间恒星、星云、行星、卫星、彗星等多种多样物质的统称。
（一）天体
一、地球在宇宙中的位置
行星
慧星
流星
恒星
星云
猎户座气体星云
蟹状星云
蜘蛛星云
1.星云
由气体和尘埃组成，呈云雾状。其主要成分是氢，密度小
基本天体
2.恒星
由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体。
处在不断运动之中。
基本天体
3.行星
在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体。自身不发光,靠反射恒星的光而发亮。
地球、金星、海王星都是太阳系的行星。
基本天体
土星
地球
4.卫星
是环绕行星运转的天体
基本天体
土卫
土卫
月球
一看位置：是否位于地球大气层之外，独立存在于宇宙中。进入大气层或返回地面的物体不属于天体。
二看物质：是否是宇宙间的物质，地球上附着的自然现象不属于天体。
三看运转：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体不属于天体。
天体的判断方法
人造天体
宇宙飞船
（发射出去）
航天飞机
（发射出去）
通信卫星（发射出去）
1.“嫦娥四号”月球探测器在发射升空时属于天体吗？
2.“嫦娥四号”月球探测器在绕月飞行时属于天体吗？
3.“嫦娥四号”月球探测器着陆月球后属于天体吗？
2019年1月3日，“嫦娥四号”月球探测器成功着陆月球背面，其搭载的月球车“玉兔二号”开始对月面巡视探测，实现了人类首次对月球背面的实地勘察。
否
是
否
思考
小结
恒星
人造
天体
自然
天体
天体
星云
行星
卫星
彗星
流星
……
人造卫星
飞船
空间实验室
……
物质性
基本的天体类型：
恒星、星云
（其他天体都在绕着恒星或星云旋转）
运动性
运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。
（二）天体系统
一、地球在宇宙中的位置
地月系
太阳系
银河系
总星系
单位:（光年）
地月系
1.地月系
由地球和月球组成
地球是中心天体，月球围绕地球转动
天体
系统
2.太阳系
由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成
太阳是中心天体，质量占整个太阳系的99.86%，以其强大的引力约束其他天体绕其运转
天体
系统
太阳
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
慧星
小行星带
3.银河系
由太阳和众多恒星组成
直径约为10万光年
太阳与银河系中心距离约2.6万光年
天体
系统
太阳系在银河系中的位置
10万光年
1000亿颗以上恒星
2.6万光年
4.总星系
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。（总星系）
天体
系统
现阶段可观测宇宙有多大？
思考
地 月 系
其他行星系统
有1颗卫星
太 阳 系
其他恒星系统
有8颗行星
银 河 系
河 外 星 系
约有
2×1011
颗恒星
可观测宇宙
半径约为
1.37×1010光年
约有1011个星系
地月系
太阳系
银河系
总星系
单位:（光年）
小结
星 际 电 报
发往
来自河外星系的外星人要给我们发电报，请你帮他写出学校的“地址”。
系
系
系
行星
洲
国
省（市）
区
学校
银河
太阳
地月
地球
亚
中
***
***
***
2
行星地球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
太阳系·八大行星的体积位置
0.05
0.056
0.82
0.856
1.00
1.000
0.11
0.150
317.94
1316.000
95.18
745.000
14.63
65.200
17.22
57.100
0.05
0.056
与地球的质量比
与地球的体积比
图例
类地行星
巨行星
远日行星
从体积、质量、距日远近等结构特征来看，地球是一颗普通行星
太阳系·八大行星的运动规律
水星 金星 地球 火星
轨道倾角 7° 3.4° 0° 1.9°
偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093
木星 土星 天王星 海王星
轨道倾角 1.3° 2.5° 0.8° 1.8°
偏心率 0.048 0.054 0.047 0.009
1.什么是轨道倾角？其角度大小说明八大行星轨道具有什么特征？
2.偏心率的概念？其偏心率确定八大行星轨道的形状有什么特点
3.从示意图中你还能看出八大行星还有什么共同的运动规律吗？
共面性
近圆性
同向性
思考
太阳系·八大行星的运动规律
水星 金星 地球 火星
轨道倾角 7° 3.4° 0° 1.9°
偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093
木星 土星 天王星 海王星
轨道倾角 1.3° 2.5° 0.8° 1.8°
偏心率 0.048 0.054 0.047 0.009
从运动特征来看，地球是也是一颗普通行星。
二、行星地球
1.地球是一颗普通的行星
从质量、体积和距日远近看：无特殊性
从运动
状况看
同向性：绕日公转方向都是自西向东
近圆性：绕日公转的轨道近似圆形
共面性：轨道面几乎在同一平面上
无特殊性
有生命存在
Why
二、行星地球
2.地球是一颗特殊的行星
要吃饭喝水
要呼吸
在适合的温度下才能生存
安全的
宇宙环境
1.外部条件
①稳定的太阳光照
地球存在生命的条件
太阳处于中年期，状态稳定
②安全的宇宙环境
地球存在生命的条件
地球与其他行星运动特征都有近圆形、共面性和同向性。且大小行星各行其道、互不干扰
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
427℃---
-173℃
高达
400℃+
平均
15℃+
-70℃---
20℃
-140℃
左右
-140℃
左右
-200℃以下
-200℃以下
15℃
行星表面的
大致温度
图例
~
2.内部条件
①适宜的温度
地球存在生命的条件
1.5亿千米
2.内部条件
①适宜的温度
②地球的体积和质量适中
③有液态水
地球存在生命的条件
根据万有引力定律，地球的质量保证有大气层的存在，而体积则确定了大气层的厚度。大气层是生命生存的保护伞。
地球表面大约71%被水面覆盖，因此地球有“水的行星”之称。
适合生物呼吸的大气
安全的宇宙环境
稳定的太阳光照
日地距离适中
自转和公转周期适中
质量和体积适中
适宜温度
液态水
自身
条件
外部
条件
地球上存在生命的条件
小结
1.该行星所处的宇宙环境是否安全稳定。
2.该行星是否有适宜的温度。从距恒星的距离远近、自转和公转周期长短、大气层方面分析该行星是否有适宜的温度。
3.该行星周围有无适合生物呼吸的大气。从该行星的体积、质量和大气演化方面分析该行星是否具有适宜生物呼吸的大气。
4.该行星是否有液态水存在。从温度高低和水体运动方面分析该行星是否有液态水存在。
分析某行星是否有生命的方法
方法总结
二、行星地球
3.保护地球的宇宙环境
地球是人类唯一的家园。
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。太空垃圾成了国际问题。保护宇宙环境，是全人类的责任。
活动：“寻找备选家园”
读右侧表格数据，讨论：
1.除地球外，请你在太阳系中再找一个星球作为地球的备选家园，你选哪一个？说明理由。
火星，虽然火星表面温度很低，但却最接近地球，并且火星与太阳的距离只比地球多了50%，此外，火星的自转周期与公转周期与地球相差不大，温度的变化也不是很大。
与太阳的距离② 质量③ 体积④ 公转周期/a 自转周期/d 表面大气平均温度/℃
水星 0.39 0.06 0.06 0.24 58.79 167
金星 0.72 0.82 0.86 0.62 243.69 464
地球 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 15
火星 1.52 0.11 0.15 1.88 1.03 -65
木星 5.20 317.83 1321.33 11.86 0.42 -110
土星 9.54 95.16 763.59 29.46 0.45 -140
天王星 19.19 14.54 63.08 84.01 0.72 -195
海王星 30.07 17.15 57.74 164.79 0.67 -200
表 太阳系八大行星物理性质
读右侧表格数据，讨论：
参考：
改造温度：制造（释放）温室气体
改造大气：种植植物、收获氧气
—火星协会创始人，科学家罗伯特·祖柏林
……
与太阳的距离② 质量③ 体积④ 公转周期/a 自转周期/d 表面大气平均温度/℃
水星 0.39 0.06 0.06 0.24 58.79 167
金星 0.72 0.82 0.86 0.62 243.69 464
地球 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 15
火星 1.52 0.11 0.15 1.88 1.03 -65
木星 5.20 317.83 1321.33 11.86 0.42 -110
土星 9.54 95.16 763.59 29.46 0.45 -140
天王星 19.19 14.54 63.08 84.01 0.72 -195
海王星 30.07 17.15 57.74 164.79 0.67 -200
表 太阳系八大行星物理性质
2.人类要想在火星上长期生存，需要对火星进行什么样的改造工作？
活动：“寻找备选家园”
课程小结
1.以下天体与我们的视觉感受对应正确的是
A．星云——圆缺多变 B．行星—— 一闪即逝
C．月亮——轮廓模糊 D．彗星—— 拖着长尾
2.“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星，挂在天空放光明，好像许多小眼睛……”是一首大家耳熟能详的童谣。据此回答下题。下列全部属于天体的一组是
A．陨落地表的流星体残骸和“神舟十号”返回舱
B．等待发射的“天宫一号”目标飞行器
C．星云和运行中的通信卫星
D．太空中的云雾状物质和天空中飘动的云朵
√
√
练一练
3.运行在太空的“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
(1)太阳系的中心天体:_____。
(2)八大行星
太阳
地球
木星
天王星
(3)小行星带:位于_____轨道和_____轨道之间。
(4)彗星:太阳系中最著名的彗星是_________。
火星
木星
哈雷彗星
4.读太阳系模式图,回答下列问题。
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
B
D
F
A
G
C
E(H)
H(E)
课后实践活动：开展简单的天文现象观测
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
课后实践活动：观察月相
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。
1.确定月球位置的方法
选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向。作为月亮水平方位的参照。
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。
课后实践活动：观察月相
2.观测并记录月球的位置和形状
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
观测时刻 点
观测时刻：19时
图1.8 月相观测描绘示意
课后实践活动：观察月相
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。
再 见

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