地理：1.1《地球在宇宙中》教案(中图版必修一)

第一章宇宙中的地球

1.1 地球在宇宙中

教学目标

1、知道科学宇宙的概念、明白宇宙的物质性和运动性。

2、掌握天体和天体系统的概念。

3、了解地球的普通性和特殊性，树立只有一个地球的思想。

4、树立正确的宇宙观、培养辩证唯物主义思想方法。

重点、难点

1、宇宙处于有序状态之中，是有层次和结构的物质世界。

2、天体和天体系统的概念，天体系统的层次，天、地、人系统。

3、地球的特殊性和普通性。

[教学过程]

导入：[来源学科网ZXXK]

上节课我们学习了绪论，知道了地理学是研究地理环境以及人地关系的科学。

地理环境包括自然环境和人文环境，必修一主要学习人类所处的自然地理环境。

[目录]：地球所处的自然环境包括宇宙环境（第一单元）、大气环境（2.1）、水环境（2.2）、地质环境（2.3）。各个环境相互影响、相互渗透，共同组成了自然地理环境这一整体（第三单元整体性与区域性），这种自然地理环境影响着人类的各种行为活动（第四单元）。

首先我们先学习一下地球所处的宇宙环境。

第一单元遵从：宇宙——太阳系——地球，这一顺序，学习了人类社会所处的宇宙环境。

第一节地球在宇宙中

[问题]关于宇宙您了解多少(随便说)？[来源学科网ZXXK]

宇宙一词最早出现在战国时代的《尸子》一书：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”即宇宙是时间与空间的总和。千百年来，科学家们一直都在探寻宇宙的奥秘。

一、宇宙：

随着人类社会的发展及科技水平的提高，我们对于宇宙的认识也在逐渐地深入。

古老的宇宙观地是一块平板，天是一个盖子，（天圆地方）——天圆如张盖，地阔如圆盘。

公元2世托勒密（地心说）：宇宙是一个有限的球体，地球外于中心，在这之外还

纪存在很多个天层，月球天处于最内层，而恒星天处于最外层。它无法解释木星和土星的回旋。

16世纪哥白尼：日心说：太阳是宇宙的中心，地球在自转的同时绕太阳公转。[来源:Z_xx_https://www.360docs.net/doc/341416684.html,]

18世纪天文学家引入星系一词，其实是指宇宙。

20世纪以来，

大型天文望远镜的利用，以及空间技术的发展，人类已经认识到了上百亿光年的时空区域。

关于对宇宙的认识，建议：如果有时间，读一本书——霍金的《时间简史》

地球宇宙环境的特点：

（1）物质性：

对于宇宙中物质存在的形式，我们称之为天体，

仰望夜空，我们会发现形态多种多样的天体：

[问题]会看到哪些天体（随便说）？

这些天体在其物质组成，大小，质量，温度等各方面都存在很大的不同。

观察图1—1—1中的天体：

A猎户座星云是一块巨大的暗星云中的一部分，这里不断诞生着新星球。猎户座上这块美丽的星云，为我们揭开恒星诞生的奥秘提供了宝贵的观测资料。

蟹状星云：这是一个超新星的遗迹，好像是一只螃蟹，所以，我们就叫他蟹状星云。它是900年前一颗超新星爆发之后遗留下来的星云物质。在星云的边缘，我们可以看见一些集中的绿色的、红色的和黄色的细丝，这些东西都是在当时的超新星爆发中被喷射出来的。

《宋会要》中记载：“至和元年(公元１０５４年)五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日”。这是关于一颗超新星的记载，它的残骸，就是我们现在看到的蟹状星云。

B太阳：

C土星：距离太阳的第六行星,有美丽的光环,是最美的天体之一,土星的平均密度是九大行星中密度最小的,是太阳系唯一比水轻的行星.在太阳系九大行星中，土星的大小和质量仅次于木星，占第二位。土星环是由无数个小卫星构成的物质系统。它的体积是地球的745倍，质量是地球的95.18倍。

D卫星：卫星是围绕行星运行的天体，月亮就是地球的卫星。卫星反射太阳光，但除

了月球以外，其它卫星的反射光都非常微弱。卫星在大小和质量方面相差悬殊，它们的运动特性也很不一致。太阳系中，除了水星和金星以外，其它的行星各自都有数目不等的卫星。

E彗星：1997年能用肉眼观测到的彗星，称为“世纪彗星”。

哈雷彗星以英国天文学家哈雷命名。周期为76年。

拖着一条长尾巴在满太阳系横穿的彗星从来就是地球的一大威胁。1910年哈雷彗星回归时，曾有预言说它将和地球相撞，造成许多受不了极度恐惧的人先行自杀。直到5月21日，地球安然通过了哈雷彗星稀薄的彗尾，世界才透过一口气来。

彗木相撞，1994年7月17日至22日的“苏梅克－列维9号”彗星撞击木星事件。《彗星撞地球》

F流星：运行于星际间的尘埃颗粒和固体小块称为流星体，如果闯入地球大气，与大气摩擦，产生大量热，从而使尘埃颗粒气化。在该过程中发光而产生的光迹划过长空，称为流星现象。未燃尽落到地球上的残骸称为陨星。

狮子座流星雨：最壮观的流得雨，1966年11月17日美国西部都能看到辉煌无比的狮子座流星雨流星雨，每个时的流星数超过10万甚至达到14万，持续时间为4小时。2001.11.17夜23点~2001.11.18晨5点：最多一小时1000多颗，每分钟40颗。

[来源学科网]

（2）运动性：宇宙处于不断的运动和发展中，具体表现在天体之间相互吸引、相互绕转，形成天体系统。

观察图1-1-2 各种天体系统。

地月系：月球绕地球公转，构成地月系。

太阳系：由中心天体太阳(占太阳系总质量的99.86%)、行星、小行星、彗星、流星体及行星际物质组成。

口诀：水晶球，火烧木变土，天海边。

小行星带位置：火烧木生成的灰尘。

银河系：银河系是太阳所属的一个庞大的恒星集团，约包括2000多亿颗恒星。这种恒星集团叫星系。银河系中大部分恒星分布成扁平的盘状。盘的直径为8万光年。盘的中心有一球状隆起，称为核球。盘的外部由几条旋臂构成。太阳位于其中一条旋臂上，就其光度，质量和位置讲，都只是银河系中一个极普通的成员。

并非天穹上一切发光体都是银河系的一部分。实际上，天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，

我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙结构中的一个层次，从宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的层次。

总星系：目前我们所观测到的所有的星系的总和，即为总星系。它是目前我们所观测到的宇宙的范围。[来源:学_科_网Z_X_X_K]

以上这些天体系统是不同级别的天体系统：地月系——太阳系——银河系——总星系

二、宇宙中的地球：

1、地球是一颗普通的行星：(九大行星分类：类地，巨、远日)；金星离地球最近。

表1-1-2对比九大行星数据：图11-3 地球所处的位置

从质量、体积、平均密度、公转与自转周期等各方面，地球没有一项是最大值或最小值，这说明地球仅仅是太阳系中一颗最普通不过的一颗行星。

2、地球又是一颗特殊的行星。

[问题]为什么？

因为地球是目前我们已知的唯一存在生物，特点是存在高级智慧生物的天体。

[问题]为什么地球上会存在生命？

原因：

（1）地球所处的宇宙环境来说：地球处于一种相对安全的宇宙环境。

例：A、九大行星公转的同向性、同面性、及公转轨道的近圆性。

B 太阳光照条件的稳定性。

从地球产生到地球上有生物，几十亿年期间，太阳没有明显的变化，地球所处的光照条件一直较稳定，生命演化没有中断。

（2）地球自身的物质条件：

例：A 日地距离适中，形成了适宜的温度：日地距离适中，地球表面平均温度15度，适合生物的生存。（扩展：地球自转速度适中，大气层的保温效应）

B 地球质量与体积适中，使地球有了适合的大气条件。

C 原始海洋的形成：使生命的出现成为可能。

案例研究：火星上是否存在生命

阅读课本P9－10材料，思考：

（1）你认为哪些条件可以作为火星上曾经有生命存在的证据？

（2）与地球相比，火星上的哪些因素不适合人类生存？

（3）搜集“勇气号”和“机遇号”火星探测进展的资料，制作一张资料卡片。[来源:学*科*网Z*X*X*K]

活动8．野外生存技能——在晴朗的夜晚找到北极星

温馨提示．以5－6个同学为一组，制定课本“课题1”周密的观察计划。计划至少要包括小组成员、确定的观察目标、设计观察记录表和明确责任分工。

备课资料

黑洞

“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，实际上是一种天体，不过这种天体引力场异常强大，甚至连光也逃逸不出来。那么，黑洞是怎样形成的呢？

关于黑洞的成因众说纷纭，其中当前比较认同的一种假说认为，黑洞是由恒星演化而来的。当一颗恒星衰老时，核聚变反应几乎耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量承担起外壳巨大的重量。于是在重大压力之下，恒星的核心开始坍缩，直到最后演化成一颗体积小、密度大的星体，重新有能力与压力相平衡。质量小的恒星往往演化成白矮星，质量比较大的恒星便成为中子星。根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，它将再没有什么能力与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩，巨大的引力会使得即使光也无法向外射出，从此也切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。

与其他天体相比，黑洞显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”。人们无法直接观察到它，连科学家也只能对它的内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是一弯曲的空间。我们知道，光是沿直线传播的。但是根据广义相对论，空间会

在引力场作用下发生弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但其运动轨迹已经不再是直线，而是曲线。形象地讲，光本来是走直线的，是强大的引力迫使它偏离了原来的方向。

更有趣的是，有些恒星发出的光本来没有朝着地球，有时也会在黑洞强引力折射下到达地球，这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，同时还看到它的侧面、甚至后背！

“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性，也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。