1.1地球的宇宙环境（共46张ppt）

(共46张PPT)
第一章第一节
宇宙中的地球
课标解读
【课标呈现】
运用资料，描述地球所处的宇宙环境。
【课标解读】
1. 理解天体和天体系统的概念，掌握天体系统的层次性；
2.了解太阳系的结构和各大行星的特点；
3. 能够运用资料，描述地球在宇宙中的位置；
4. 运用资料，说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。
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，漂亮的无可比拟!……在太空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星，浑身散发着夺人心魄，彩色的，明亮的光芒。她被浅蓝色的纱裙和白色的飘带，如同天上的仙女缓缓飞行。”地球真的会发光吗？如果不会，那么从太空中看到了地球为什么是明亮的呢？这与它在宇宙中说出的位置有什么关系？
神舟五号
宇宙是天地万物的总称。“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地。”
——《淮南子》
宇宙是时间和空间的统一，天地万物的总称，是运动、发展和变化的物质世界。天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫作“可见宇宙”。“可见宇宙”的半径约为137亿光年。
光年是天文学中的距离单位，即光在真空中一年所传播的距离。在真空中，光速约3x105千米/秒，所以1光年约等于9.4605x1012千米。
一、地球在宇宙中的位置
1、宇宙的两大特点
(1)物质性——宇宙是物质的，由各种天体组成，宇宙中最基本的天体是 恒星 和 星云 。
(2)运动性——宇宙中的一切在不断运动，天体相互吸引、相互绕转形成天体系统。
体
天
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。
2、物质性——天体
天体是宇宙间物质存在的形式，宇宙中所有的星体和星际物质的总称。主要分为自然天体和人造天体。
自然天体(恒星、星云、行星、卫星、流星体、彗星等）
人造天体(航天器和空间垃圾，比如航天飞机、宇宙飞船、
人造卫星、废弃的航天器、运载火箭末级残体和碎片)
星云
由气体和尘埃物质组成的呈云雾状外表的天体；
主要物质是氢，同恒星相比，具有体积大、质量大、密度小的特点；
质量巨大；
有些能自己发光；
是最基本的天体。
Nebula
仙女座星云
蟹状星云
恒星
由炽热气体组成，主要物质是氢和氦；
能自身发光的球状或类球状天体；
体积和质量巨大；
最基本的天体；
太阳是离地球最近的恒星。
Star
金星
水星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
行星
Planet
在椭圆轨道上围绕恒星运行的，质量较大的球状天体,
行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮
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%的小行星都在此发现，约2.17-3.64天文单位内，聚集了约50万颗以上的小行星。
卫星
环绕行星运转的天体，质量比其绕行的行星小；
体积小，不能自己发光，表面反射恒星光而发亮；
月球是地球唯一的天然卫星。
Satellite
大
气
层
流 星 体
流 星
地表
陨石
非天体
天体
非天体
流星体
Meteoroid
流星体是运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块，是太阳系内呈颗粒状的一些碎片
流星体进入地球大气层后，在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星
彗星
Comet
呈云雾状，彗核由冰物质组成，是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量很小的天体
当彗星接近恒星时，彗星物质升华，形成彗尾，彗尾背向太阳；
哈雷彗星绕日公转周期为76年。
人造天体
由人工研制并用运载火箭或航天飞机发射到宇宙空间的飞行体；运行规律与自然天体相同或基本相同；包括宇宙飞行器和空间垃圾等。
航天器：人造卫星、空间站、宇宙飞船、航天飞机、太空实验室等。
空间垃圾：废弃的航天器、运载火箭末级残体、碎片
天体类型 组成 能否自己发光 成因
星云 气体和尘埃，主要物质是氢 否 由气体和尘埃组成，呈云雾状
恒星 炽热气体，主要物质是氢和氦 能 距离地球远，地球大气的抖动
行星 岩石、气体等 否 靠反射恒星的光而发亮，距离地球近
卫星 岩石等 否 靠反射恒星的光而发亮
流星 岩石等 否(与大气摩擦形成光迹) 闯入地球大气层，与大气摩擦发光
彗星 主要由冰物质组成 否 冰物质升华，被太阳风吹斥形成彗尾
天体的判断依据
流星是天体吗？
位置：它是不是位于地球大气层之外,独立存在于宇宙中。进入大气层或落回地面的物体不属于天体。例如，在大气层外环绕地球的卫星是天体，在地球上还未发射的卫星不是天体。
物质形态：必须是宇宙中物质，而不是自然现象。
运转：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是天体，如在月球上考察的玉兔号月球车。
如何判断天体？
A.天空中的太阳
C.划破夜空的流星
B.宇宙中的地球
D.环绕地球的飞船
A B D
思考：
左图中属于天体的是
天体的判断依据
位于地球大气层之外
须是宇宙间的物质,一些自然现象不是天体
非附属于天体的一部分,即天体的一部分不是天体
天体的判断
探究：如何辨别是否是天体？
在发射架上等待发射的北斗导航卫星是天体吗？
《一起来看流星雨》，流星雨是天体吗？
月球车在月球上实现了软着陆，这时候它是天体吗？
是否位于地球大气层之外？
是不是宇宙间的物质？
是否依附于其他天体？
天体
天体系统
天体
天体
天体
天体
3、运动性——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
组成：地球+月球。
中心：地球。
月地距离：平均为38.4万千米。
组成：太阳、行星及其卫星和行星际物质等构成
中心：太阳
日地距离：平均为1.5亿千米
组成：1000亿颗以上像太阳这样的恒星。
距离：银河系的直径为10万光年；太阳系与银河系中心距离大约为3万光年。
组成：银河系+河外星系；
目前人类所知的最高一级天体系统。
地球所处天体系统，按从高到低的级别，依次为总星系、银河系、太阳系和地月系。
说明：总星系就是人类目前所认识的宇宙范围，即可观测宇宙。
太阳系
太阳：是中心天体,质量庞大,占太阳系的99.86%
八大行星：由近及远，“水金地火木土天海”。（小行星带位于火木之间）
太阳系中已知有8颗行星，按照它们与太阳的距离，由近及远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星 。
冥王星为什么会被除名？
要想念我哟~
（1）质量不够大
（2）轨道不明朗
地球在宇宙中的位置
（※注意层级关系）
可观测宇宙
银河系
河外星系
太阳系
其它恒星系
地月系
其它行星系
（←从低到高）
只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。我们从不同的角度上看到的月球被太阳直接照射的部分，这就是月相的来源。
月相变化的原因
1.月球本身不透明、不发光，只能反射太阳光
2.随着月球、地球的运动，日月地三者位置不断变化
活动：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。
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。
图1.7 确定月亮在天空中的位置
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。选择地面标志性建筑物，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。
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 观察时刻____________
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1.8 月相观测描绘示例( 2016年)
总结月亮位置的逐日变化
总结月亮形状的逐日变化
总结观测结果
上上西西：月亮上半月、上半夜出现在西方天空，月相亮面朝西。
下下东东：月亮下半月、下半夜出现在东方天空，月相亮面朝东。
类地行星
巨行星
远日行星
(1)结构分类：三类
同向性：绕日公转都是逆时针自西向东运转
共面性：绕日公转面大致都在一个平面上
近圆性：绕日公转轨道都近似圆形
(2)运动特征：
地球的普通性
二、行星地球
结构特征：与太阳系其他行星有许多相似之处(体积、
质量、密度、组成物质等都不特别)
运动特征：相近
靠近太阳
固体表面
体积较小
体积巨大
气体表面
远离太阳
气体表面
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
金星是离地球最近的行星；
水星、金星无卫星；
木星、土星、天王星、海王星均带有光环；
小行星带位于火星和木星之间。
类地行星
巨行星
远日行星
地内行星
地外行星
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。
太阳系中一颗特殊行星
地球的特殊性
为什么地球会存在生命？
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。
外部环境（稳定和安全）
稳定的太阳光照，太阳处于壮年期，状态稳定。
安全的宇宙环境，大小行星各行其道，互不干扰。
日地距离适中，自转周期适中（24h），地球具有适宜的温度（15℃）。
有适宜的温度
适合生物呼吸的大气
地球上有液态水
内部环境
具有适中的体积和质量，其引力可使气体聚集在地球周围，形成厚厚的大气层。
原始地球体积收缩、内部放射性元素衰变，地球温度不断升高，产生水汽，冷却凝结形成降水；地球的自转和公转周期适中，使地表温度的日变化、季节变化较小
试从日地距离及其体积和质量的大小等方面,分析地球具有这些有利条件的原因。
（2）外部环境（稳定和安全）：
①太阳处于壮年期，状态稳定，能形成稳定的太阳光照。
②大小行星各行其道，互不干扰，能为地球提供安全的宇宙环境。
（1）内部环境：
①日地距离适中＋公转、自转周期适中→适宜的光照和温度条件。
②体积和质量适中→大气厚度和大气成分。
③温度适宜→充足的液态水。
小结
生命存在问题的分析思路
在分析某行星是否有生命物质存在时，可从“四看”入手分析。
一看：该行星所处的宇宙环境是否安全和稳定。
二看：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温度。
三看：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有适合生物呼吸的大气。
四看：该行星是否有液态水。从温度高低和水体运动方面分析该行星是否有液态水。
行星 轨道倾角 偏心率 质量比（与地球相比） 体积比（与地球相比） 表面温度/℃ 公转方向
水星 7° 0.206 0.05 0.056 167
自
西
向
东
金星 3.4° 0.007 0.82 0.856 464
地球 0° 0.017 1.00 1.000 15
火星 1.9° 0.093 0.11 0.150 －63
木星 1.3° 0.048 317.94 1316.000 －161~108
土星 2.5° 0.055 95.18 745.000 －189~139
天王星 0.8° 0.051 14.63 65.200 －220~197
海王星 1.8° 0.006 17.22 57.100 －218~201
为什么地球上存在生命，而火星上则没有发现生命？
火星直径约为地球的53%，质量为地球的14%。自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星没有生命是因为火星上没有水，而且没有大气层保护，空气中二氧化碳浓度非常高，温度较低，没有培育出生命的条件。
小结
2014年3月26日，天文学家在冥王星更外侧的太阳系边缘发现一颗太阳系的新成员，这颗“冰冻星球”的发现暗示在那个寒冷的区域很有可能还隐藏着比冥王星更大的天体。据此，回答1~2题。
1．下列关于天体的叙述，正确的是(　 　)
A．天体即宇宙中一切球状的固态物
B．材料中的“冰冻星球”为恒星
C．天体在宇宙中是静止不动的
D．天体有很多类型，如太阳是恒星、地球是行星、月球是卫星
2．“冰冻星球”所在区域比较寒冷，这最可能是由于该区域( )
A．距太阳比较遥远 B．天体的体积过小
C．天体绕太阳公转的速度过快 D．被冰雪覆盖
2019年2月热映的《流浪地球》讲述了地球因太阳“氦闪”而被迫逃离太阳系寻找新家园的故事。“流浪地球”计划分为三步：第一步，中止地球自转。第二步，将地球推入土星轨道，借助土星引力，弹射出太阳系。第三步，地球经历2 500年的星际流浪，抵达新家园。下图为“地球流浪过程示意图”。据此回答3~4题。
3．如果地球搬家的第一步成功，地球上存在生命的条件将被严重影响的是(　 　)
A．安全的宇宙环境 B．适宜的温度范围
C．适中的地月距离 D．稳定的太阳光照
4．地球抵达新家园，所处的天体系统是( )
A．地月系 B．太阳系
C．河外星系 D．银河系
德国科学家最新研究发现，太阳系附近有三颗“超级地球”有可能存在外星生命。这三颗行星围绕天蝎座的一颗恒星运行，距离地球仅22光年，回答5~6题。
5．“超级地球”应属于(　 　)
A．地月系 B．太阳系
C．银河系 D．河外星系
6．有适合生物呼吸的大气是生命存在的重要条件之一。“超级地球”上存在大气的原因是因为它具有( )
A．适中的质量与体积 B．适中的昼夜更替周期
C．与恒星的距离适中 D．适中的自转周期
B
(2020·江苏卷)2020年4月8日22时，小明在上海观赏了“超级月亮”。下图为“月亮视直径最大与最小时的对比示意图”。据此，完成下题。
“先驱者10号”是美国国家航空航天局1972年3月2日发射的，其主要目的是探测太阳系最大行星——木星。其1973年12月3日接近木星，1983年6月13日越过海王星轨道，逐渐远离太阳系。2003年，“先驱者10号”音讯全无。据推测，目前它正朝银河系外围飞去。
1．目前“先驱者10号”所属的天体系统是(　　)
A．木卫系　　 B．太阳系
C．银河系 D．河外星系
C
解析：由材料可知，“先驱者10号”先是接近木星，再是越过海王星，此时在太阳系；随后远离太阳系，朝银河系外围飞去，说明还没有飞出银河系，所以它所属的天体系统是银河系
“先驱者10号”是美国国家航空航天局1972年3月2日发射的，其主要目的是探测太阳系最大行星——木星。其1973年12月3日接近木星，1983年6月13日越过海王星轨道，逐渐远离太阳系。2003年，“先驱者10号”音讯全无。据推测，目前它正朝银河系外围飞去。
2．下列关于木星的说法，正确的是(　　)
A．木星表面的平均温度高于地球
B．木星的引力较小，无大气层
C．木星上有大量液态水存在
D．木星的自身特征可减少地球受小行星碰撞的机会
A：木星轨道距太阳远于地球，表面温度低于地球
B：木星体积和质量都大于地球，引力大于地球，有大气层存在；
C：木星的表面温度很低，如果有水，也呈固态；
D：木星具有强大的引力，可以把一些小天体吸引过去，减少小天体碰撞地球的机会。
D