1.1 地球的宇宙环境 课件（78张PPT）

(共78张PPT)
教学课件
湘教版高中地理必修第一册
第一节
地球的
宇宙环境
课程标准
criterion for curriculum.
运用教材相关插图、数据资料，分析归纳天体系统的层次、地球在太阳系中的位置。
通过分析“太阳系示意图”和八大行星基本数据表，归纳出地球的普通性和特殊性。
学会从互联网、报刊、杂志上收集近年来重大天象奇观和当代人类对宇宙的探索。
通过本课的学习，树立辩证唯物主义思想和科学的宇宙观，培养自己热爱科学的精神和主动与他人合作的学习习惯。
目录
1 课堂导入
2 新课讲解
3 课堂练习
4 课堂小结
1
课堂导入
李白曾如此形容瀑布：“飞流直下三千尺，疑似银河落九天”。那么银河是什么样子呢？牛郎星和织女星又是怎样相聚的呢？今天我们就一起来学习本章的第一节——地球的宇宙环境，去探一探究竟吧。
课堂导入
2
新课讲解
新课讲解-探究1
认识银河系
英国天文学家威廉·赫歇尔对恒星的分布进行了系统的研究，他认为，密集分布在银河中的无数恒星，连同散布在天空各方的点点繁星，包括太阳系在内，都属于一个庞大的恒星系统，并称它为银河系。
1.议一议，我们所看到的银河是银河系的全貌吗？
2.我国古代把银河叫作天河、银汉等，民间还流传着牛郎、织女鹊桥相会的神话故事。白居易《七夕》云：“烟霄微月澹长空，银汉秋期万古同。几许欢情与离恨，年年并在此霄中。”观察银河，找到牛郎星和织女星，领会诗人描绘的意境。
不是
凄凉、哀婉、离恨
新课讲解-探究1
认识银河系
新课讲解- 01 人类对宇宙的认识
人类对宇宙的认识过程
1.我国古代“盖天说”——天圆地方
2.公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出“地心说”——地球是宇宙中心
1
新课讲解- 01 人类对宇宙的认识
4.18世纪，天文学家引进“星系”一词；
3.16世纪，波兰天文学家哥白尼提出“日心说”——太阳是宇宙的中心
人类对宇宙的认识过程
1
新课讲解- 01 人类对宇宙的认识
6.20世纪60年代大型天文望远镜的使用、人造地球卫星、各种载人航天器上天，使人类天文观测的有限宇宙半径达到约137亿光年。
5.20世纪，宇宙大爆炸理论；
人类对宇宙的认识过程
1
1957年，苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代
自此，各种载人飞船、航天站、航天飞机先后进入太空，极大地丰富了人类关于太阳系和宇宙的知识；随着科学技术的发展，人类的视野逐渐拓展，探索和开发宇宙的能力不断增强
探索宇宙
新课讲解- 01 人类对宇宙的认识
位于中国贵州的500米口径球面射电望远镜（英文简称FAST）
——中国天眼
人类对宇宙的认识过程
1
什么是宇宙？
“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”
现代天文学认为，宇宙是所有时间、空间和物质的总和，是我们这个物质世界的整体
天文学家把人类已经观测到的有限宇宙，叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙”，其半径约137亿光年
宇宙的概念
图示“可观测宇宙”
新课讲解-活动1
阅读下列材料，完成相关任务。
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3×千米/秒，所以1光年约等于9.4605×千米。
1.可观测宇宙的半径约为多少光年？折合多少千米？
2.日地平均距离约为1.5亿千米。算一算，太阳光到达地球约需多少时间？可观测宇宙的半径约为日地平均距离的多少倍？
137亿光年
1.2961×千米
500秒
8.64×倍
新课讲解- 02 多层次的天体系统
天体的概念：宇宙中的恒星、星云、行星、卫星、行星际物质等各种物质，通称天体，它们在宇宙中的分布是不均匀的。
天体系统的形成：万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成了多层次的天体系统。
1
2
新课讲解- 02 多层次的天体系统
银河系与河外星系
银心
+
太阳
组成：1000多亿颗恒星
形状：铁饼状的扁平外形
直径：约10万光年
中心：银心
太阳距银心约2.6亿万光年，绕银心一周约需2.5亿年。
3
恒星之间的距离十分遥远，以光年为最小单位来计量；例如，距离太阳最近的恒星，与太阳之间的距离约4.2光年
银河系中除了大量的恒星以外，还有很多由尘埃和气体等组成的云雾状天体，称为星云
银河系
在银河系以外，有许许多多看似星云的天体，实际上是与银河系同级别的恒星系统，称为河外星系
河外星系
迄今为止，人类观测到的河外星系有数百亿个；大多数河外星系由几十亿到上万亿颗恒星组成，直径从几千光年到几十万光年不等
新课讲解- 02 多层次的天体系统
在北半球用肉眼可见的河外星系——仙女星系
距离地球260万光年。我们看到的仙女星系，实际是260万年前该星系的状况。
新课讲解- 02 多层次的天体系统
太阳系与地月系
1.太阳系
太阳系由太阳、行星、矮行星和卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质等太阳系小天体组成。太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%。
4
太阳的质量约占整个太阳系质量的99.86%
从地球北极上空看，八大行星都按逆时针方向，即自西向东沿着近圆形的轨道绕日运行，它们的轨道大体在同一平面上
(同向性、近圆性、共面性）
# 环绕太阳运行的天体
新课讲解- 02 多层次的天体系统
2.太阳系的主要组成及结构特征
中心天体 八大行星 行星类型 地内行星 地外行星 类地行星 巨行星 远日行星
结 构 质 量 质量体积 小 大 中
密度 大 小 中
表温 高 低 太阳
水
金
地
火
木
土
天王
海王
矮行星环绕太阳轨道运行，质量足够大，呈球形或近球形，不是一颗卫星，也不能清空轨道附近的区域
冥王星为其代表
Pluto 冥王星
# 太阳系小天体
太阳系小天体是指其他环绕太阳运行但不符合行星和矮行星条件的天体，主要包括小行星、彗星、流星体和行星际物质
运行轨道：基本位于火星轨道和木星轨道之间。
小行星是一大批质量小得多、环绕太阳运行的天体
其运行轨道基本位于火星轨道和木星轨道之间
小行星带
特洛伊小行星
特洛伊小行星
1天文单位（AU）
小行星带
受木星、火星和地球引力的影响，小行星有时会运行到地球和火星之间，甚至会“闯入”地球的大气层，与大气摩擦而持续燃烧，其残骸降落到地球表面，便是陨星
许多证据表明，大约6600万年以前，一颗小行星撞击了地球，使地球环境发生了巨大变化，这可能是恐龙时代结束的重要原因
恐龙灭绝
新课讲解- 02 多层次的天体系统
3.阅读
有些彗星沿着扁长的椭圆轨道绕日运行，周期长短悬殊。接近太阳时，外层物质会呈现为背向太阳的尾状（扫帚状）。著名的哈雷彗星，环绕太阳运行的周期约76年。
哈雷彗星（1986年拍摄）
# 狮子座流星雨
著名的狮子座流星雨，就是名叫“坦普尔一塔特尔”的彗星尾部所留下的碎屑残留物质与地球大气摩擦而形成的
图 美国月球探测器在月球上空拍摄的地球照片
地月系是指地球与其卫星月球组成的天体系统
月球在环绕地球公转的同时，也在自转
月球公转、自转的方向和周期完全一样，总是以一面对着地球
月地平均距离为38.4万千米
月球本身不发可见光，我们看到的月光是月球反射的太阳光；月球留给人们最深的印象是月亮的盈亏变化
地月系
火星、木星、土星、天王星、海王星与它们各自的卫星
分别组成类似于地月系的天体系统
在太阳系之外，目前观测到的类似级别的天体系统十分有限
木星卫星
新课讲解- 02 多层次的天体系统
1.如何判断天体构成天体系统？
01 它们之间是否存在相互吸引、相互靠近的关系；
02 它们之间是否相互环绕；（核心条件）
新课讲解- 02 多层次的天体系统
2.天体结构的层次
总星系
银河系
河外星系
太阳系
恒星世界（其他恒星系统）
其他行星系统
地月系
月相
从地球上看月亮，有时似一钩斜挂，有时如玉盘高悬
月亮盈亏变化而出现的各种形状，称为月相；月相的变化是有周期性的
新课讲解- 活动2
观察月相
月亮盈亏变化而出现的各种形状，称为月相。月相的变化是有周期性的。从农历初一开始，观察一个月内月亮的形状及其在天空中位置的变化。活动过程如下：
1.选择住所地附近便于观察的场地。
2.了解当地每天月亮出没的大致时间，制定逐日观察计划。
3.逐日逐次观察并记录月亮在天空中的方位、地平高度和亮面凸出方向，绘出观察时的月相草图，记录准确日期。
4.分析总结月相变化规律。
# 活动-观察月相
从农历初一开始，观察一个月内月亮的形状及其在天空中位置的变化
活动过程如下:
选择住所附近便于观察的场地。
了解当地每天月亮出没的大致时间，制订逐日观察计划。计划内容主要包括每日观察次数、时间，观察项目和相关器材等。
图：确定月亮在天空中的位置
逐日逐次观察并记录月亮在天空中的方位、地平高度(你可以用伸展手臂、紧握拳头的方法来估测月亮的地平高度，高出地平线一拳为10%，两拳为20°，依此类推)和亮面凸出方向，绘出观察时的月相草图，并记下每次观察的农历日期、时刻及其他情况
# 活动-观察月相
新课讲解- 活动2
新月峨眉月
残月峨眉月
亮面在右（西边）
亮面在左（东边）
观察月相
上弦月
上弦月
满月
新课讲解- 活动2
农历上半月傍晚可见的月亮
观察月相
新课讲解- 活动2
农历下半月清晨可见的月亮
观察月相
新课讲解- 活动2
通过观察我们发现：
初一月黑头，十五月亮圆。
你能根据前面的图片，总结出月相的规律么？
观察月相
新课讲解- 活动2
上上西西（上弦月在上半夜的西方天空，月亮的凸面向西）
下下东东（下弦月在下半夜的东方天空，其凸面向东）
观察月相
新课讲解- 03 特殊行星——地球
《阿凡达》主要讲述人类穿上阿凡达的躯壳，飞到遥远的星球潘多拉开采资源。受伤后以轮椅代步的前海军杰克，自愿接受实验并以他的阿凡达身份来到潘多拉。在结识了当地纳美族人公主涅提妮之后，杰克在一场人类与潘多拉军民的战争中陷入两难。
新课讲解- 03 特殊行星——地球
试想一下，如果你要尝试去其他星球寻找外星人，那该星球应该具备哪些基本条件才有可能存在外星人呢？
液态水、适合呼吸的空气、适宜的温度……
地球生命存在的基本条件
充足的液态水分，
恰到好处的大气厚度和大气成分，
适宜的太阳光照和温度范围等
# 活动-人类进行宇宙探索
地球上拥有可供生物生存所需的液态水、适宜的温度和比较厚的大气层；这些条件被科学家称为“金锁链条件”
试从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具备这些有利条件的原因
新课讲解- 活动3
名称 与太阳的距离/（×千米） 赤道半径/千米 质量 体积 平均密度/（克/） 自转周期/天 公转周期/年 表面温度/K 已知卫星/个
水星 57.90 2439.70 0.06 0.06 5.43 58.79 0.24 440 0
金星 108.20 6051.80 0.82 0.86 5.24 243.69 0.62 737 0
地球 149.60 6378.14 1.00 1.00 5.51 1.00 1.00 288 1
火星 227.90 3396.20 0.11 0.15 3.39 1.03 1.88 210 2
木星 778.57 71492.00 317.83 1321.33 1.33 0.42 11.86 112-165 79
土星 1433.53 60268.00 95.16 763.59 0.69 0.45 29.46 84-134 62
天王星 2872.46 25559.00 14.54 63.08 1.27 0.72 84.01 53-76 27
海王星 4495.06 24764.00 17.15 57.74 1.64 0.67 164.79 55-72 14
太阳系八大行星基本数据
新课讲解- 03 特殊行星——地球
地球存在生命的条件
内部条件
日地距离适中：使地球表面有适宜的温度条件，也保证了液态水的存在。
自转周期适当：昼夜交替周期为24小时，使白天温度不至于过高，夜晚降温不至于过低。
体积质量适中：能吸附足够的大气分子形成大气层
新课讲解- 03 特殊行星——地球
地球存在生命的条件
安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰。
外部条件
稳定的光照条件：太阳在地球漫长的演化过程中，没有明显的变化，使地球有稳定的光照条件。
在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类
从这种意义上说，地球是宇宙中的一颗特殊行星
地球之外是否存在生命
在目前观测所及的数百亿个星系中
每个星系有数亿乃至上万亿颗恒星，其中总有一些恒星与太阳相似
即在这类恒星的周围，有环绕着恒星运行的行星，构成以恒星为中心的天体系统
相似系统
在这类天体系统中，很可能有一些行星具有与地球相类似的宇宙环境
也就是说，在地球之外，高级生命存在的可能性极大
寻找地外智慧生命，是人类探索未知世界的尝试
也是人类认知宇宙和生命的过程
新课讲解- 活动3
1.除地球外，太阳系中可能存在生命的行星是哪个？简要阐述判断理由。
火星
①与地球距太阳的距离相近；
②与地球的体积相近；
③拥有与地球类似的大气层，虽然含氧量稀少，但可以通过改造而达到同样的含量；
④火星两极上存在固态水，甚至存在液态水。
新课讲解- 活动3
2.太阳周围的恒星星际空间比较有利于太阳的稳定，而太阳的稳定又有利于地球上生命的产生和演化。假如太阳的光照条件变得极不稳定，地球上将会出现怎样的情形？试对你的答案作出解释。
温度变化不稳定
降水不均匀
太阳光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也会发生变化，从而影响到温度和水，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能随之消失。
新课讲解—问题探究
在学习了本课之后，你认为牛郎星和织女星能一年一相聚么？试着运用本课知识解释一下吧。
表面看来，牛郎星和织女星只有一“河”之隔，但它们相距非常遥远。如果“牛郎”每天“坚持不懈”地走100千米，走到织女星那里，需要43亿年。具有72般变化的孙悟空，一个跟头能翻十万八千里，也得一个劲地翻上9亿个跟头。
拓展延伸—冥王星惨遭“降级”
位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星，自发现之日起地位就备受争议。经过天文学界多年的争论以及2006年8月在捷克首都布拉格举行的26届国际天文学联合会大会上数天的争论，冥王星终于惨遭“降级”，被驱逐出了行星家族。从此之后，这个游走在太阳系边缘的天体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称为“矮行星”。
3
课堂练习
课堂练习
“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月亮小，地球带着月亮跑。”重温儿时的童谣，完成1-2题。
1．童谣中出现的天体属于(　　)
①太阳系　②地月系　③银河系　④河外星系　⑤总星系
A．①③⑤　　 B．①②③④⑤
C．①②④⑤ D．①③④⑤
A
2．童谣中涉及的天体系统共有(　　)
A．1级 B．2级
C．3级 D．4级
B
解析：太阳、地球、月球不属于河外星系；以太阳系为中心的天体系统是太阳系，地球与月球构成了次一级的地月系。
课堂练习
3.地球之所以有恰到好处的大气厚度和大气成分，这主要是因为(　　)
①生物循环作用　 ②大气经过漫长的演化过程　
③适宜的质量和体积　④地球的宇宙环境比较完全
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
C
解析：日地距离适中使地球上的温度条件适宜生物的生存；地球之所以有恰到好处的大气厚度和大气成分，是因为地球适中的体积和质量所产生的引力使得地球上大气厚度适宜，大气经过漫长的演化过程形成了适合生物呼吸的大气成分。
课堂练习
课时作业
读下图，回答1～2题。
1．图中所示天体系统层次中的最低一级的是(　　)
A．地月系　　 B．总星系
C．银河系 D．太阳系
2．图中的M天体可能是(　　)
A．月球或水星 B．水星或金星
C．金星或木星 D．火星或土星
课时作业
凌日是指地内行星(运行轨道在地球轨道和太阳之间的行星)在绕日运行时恰好处在太阳和地球之间，这时地球上的观测者可看到日面上有一个小黑点缓慢移动。当金星与太阳、地球排成一条直线时，就会发生金星凌日现象。据此完成3～4题。
3．假若发生金星凌日现象，则下列四图能正确表示此现象的是(　　)
课时作业
凌日是指地内行星(运行轨道在地球轨道和太阳之间的行星)在绕日运行时恰好处在太阳和地球之间，这时地球上的观测者可看到日面上有一个小黑点缓慢移动。当金星与太阳、地球排成一条直线时，就会发生金星凌日现象。据此完成3～4题。
4．下列关于金星的叙述，正确的是(　　)
A．金星绕日公转的方向是自东向西
B．金星的“左邻右舍”分别是水星和火星
C．金星属于地内行星
D．金星属于巨行星
课时作业
天文学家研究发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。据推测，这个“水世界”同样拥有大气层，且75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持地球型生命的存在。结合材料完成5～6题。
5．“水世界”类地行星所在的天体系统是(　　)
A．河外星系 B．银河系 C．太阳系 D．地月系
6．天文学家推测“水世界”类地行星可能没有地球型生命存在的主要原因是该行星(　　)
A．水域面积大 B．大气层太薄 C．距离太阳太远 D．距离恒星太近
课时作业
天文学家研究发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。据推测，这个“水世界”同样拥有大气层，且75%的表面区域被水覆盖，但由于温度太高，它无法支持地球型生命的存在。结合材料完成5～6题。
5．“水世界”类地行星所在的天体系统是(　　)
A．河外星系 B．银河系 C．太阳系 D．地月系
6．天文学家推测“水世界”类地行星可能没有地球型生命存在的主要原因是该行星(　　)
A．水域面积大 B．大气层太薄 C．距离太阳太远 D．距离恒星太近
课时作业
在太阳系外发现的众多行星中，有许多与地球形态相似的行星，其中有一颗距离地球约35光年。研究表明，它的运行轨道与它的母星橙矮星距离适宜，且像地球一样主要由岩石构成，行星的表面可能存在液态水，它的大气中有氧气、二氧化碳和氮的成分，极有可能存在生命。据此回答7～8题。
7．下列与材料中所说的“橙矮星”属于同一类天体的是(　　)
A．太阳 B．地球
C．月球 D．哈雷彗星
课时作业
在太阳系外发现的众多行星中，有许多与地球形态相似的行星，其中有一颗距离地球约35光年。研究表明，它的运行轨道与它的母星橙矮星距离适宜，且像地球一样主要由岩石构成，行星的表面可能存在液态水，它的大气中有氧气、二氧化碳和氮的成分，极有可能存在生命。据此回答7～8题。
8．材料中说这颗行星极有可能存在生命，其主要依据是(　　)
A．这颗行星与地球形态相似
B．这颗行星有自己的运行轨道
C．这颗行星像地球一样，主要由岩石构成
D．这颗行星可能存在液态水及含有氧气的大气
课时作业
地球是太阳系中的一颗普通行星，然而地球贵在是一颗适于生物生存和繁衍的行星。虽然我们相信宇宙中还会有能够繁衍生命的星球，但是至今我们还没有发现它们。据此完成9～10题。
9．地球上具有适宜生命存在的温度条件，该条件形成的原因是(　　)
A．太阳的光照稳定 B．日地距离适中
C．地球的体积适中 D．地球的质量适中
10．(易错题)地球之所以有恰到好处的大气厚度和大气成分，这主要是因为(　　)
①生物循环作用　②适宜的质量和体积　③大气经过漫长的演化过程　④地球的宇宙环境比较安全
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
课时作业
11．下图是地球在太阳系中的位置图，据图回答下列问题。
(1)写出下列字母代表的行星名称。
A________；
C________；
D________。
(2)在图中绘出土星的公转方向。
(3)小行星带位于________星和________星轨道之间(填文字)。与E行星结构相似的行星是________星(填文字)。
水星
地球
天王星
略(逆时针)
火 　 木　
木
课时作业
11．下图是地球在太阳系中的位置图，据图回答下列问题。
(4)试分析地球的宇宙环境和地理环境的特点与生命物质存在条件的关系，并用直线相连。
①地球磁场
②地球的质量与体积
③地球与太阳的距离
④地球大气中的臭氧层
a．地球表面存在大气层
b．削弱到达地面的紫外线强度
c．水处于液体状态
d．减少宇宙射线对生命的伤害
4
课堂小结
人类对宇宙的认识
多层次的天体系统
概念及形成
特殊行星——地球
分类
生命存在条件
课堂总结
地球的宇宙环境
银河系与河外星系
太阳系与地月系
外部条件
内部条件