1.1地球的宇宙环境课件(共51张PPT)

(共51张PPT)
第一章　宇宙中的地球
第一节　地球的宇宙环境
课标定位
1.从宏观角度,运用资料,描述地球所处的宇宙环境
2.从微观层面,理解地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星
素养阐释
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级结构
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,说明地球是一颗普通的行星
3.通过研究生命存在的条件和地球上存在生命物质的原因,培养学生的综合思维
4.通过了解宇宙的物质组成,树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观
一、人类对宇宙的认识
1.现代天文学认为,宇宙是所有时间、空间和物质的总和,是这个物质世界的整体。
2.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。
人类对宇宙的认识
时代 人类对宇宙的认识
公元 2世纪 古希腊天文学家托勒密提出“地心说”
16世纪 波兰天文学家哥白尼提出“日心说”
18世纪 天文学家引进“星系”一词
20世纪60 年代以来 大型天文望远镜的使用以及空间探测技术的发展,使天文观测尺度扩展到上百亿光年的时空区域
二、多层次的天体系统
1.天体和天体系统
(1)天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质,通称天体。
常见的天体及其特征
天体 组成或举例 特点 观测特征
星云 气体和尘埃 质量大,云雾状 轮廓模糊
恒星 主要成 分是氢 质量大,发光 闪烁
行星 金星 质量小,不发光 相对星空背景有明显位移
卫星 月球 绕行星运行,不发光 圆缺多变
天体 组成或举例 特点 观测特征
流星体 尘粒、固 体小块 质量小,数量多 一闪即逝
彗星 冰物质 绕太阳公转,云雾状 拖着长尾
星际 物质 气体、尘埃 稀薄,密度小 用肉眼观察不到
(2)天体系统
①概念:运动着的天体因互相吸引和互相绕转,形成天体系统。天体系统有不同的级别。
②级别。
2.银河系与河外星系
(1)银河系:主要由恒星和星云等天体组成,所有的恒星都环绕共同的中心——银心旋转。
(2)河外星系:银河系外与银河系同级别的恒星系统。
(3)银河系和与现阶段所能观测到的河外星系一起构成可观测宇宙。
3.太阳系与地月系
(1)太阳系。
①中心天体:太阳。
②组成: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。
③八颗行星的位置:A水星,B金星,C地球,D火星,E木星,F土星,G天王星,H海王星。
④小行星:数量众多,运行轨道基本位于火星轨道和木星轨道之间。
【思考感悟】 太阳为什么会成为太阳系的中心天体
提示:太阳的质量巨大,其质量约占整个太阳系质量的99.86%。太阳系其他天体都在太阳的引力作用下,绕太阳公转。
地球是太阳系一颗普通的行星
地球与其他行星具有很多的相似性,具体表现如下:
都是本身不发光、不透明的近似球状的天体;运动具有同向性、共面性、近圆性等特征;在质量、体积、平均密度等结构特征方面与其他类地行星相似。
(2)地月系
三、特殊行星——地球
1.表现:是迄今为止我们所知道的宇宙中唯一存在智慧生命的天体。
2.地球存在生命的条件
(1)充足的水分。
(2)恰到好处的大气厚度和大气成分。
(3)适宜的太阳光照和温度范围。
从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面,分析地球具有适合生命存在的有利条件:日地距离适中,使温度适宜,水呈液态;地球大小适中,使地球能够吸引住大气。
【思考感悟】 地球具备生命存在除了具有充足的水分,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的基本条件外,还需要什么条件
提示:(1)稳定的光照:从地球形成到地球上有生命存在,太阳没有明显的变化,地球所处的光照条件一直比较稳定,生命从低级到高级的演化没有中断。
(2)安全的运行轨道:大小行星各行其道,互不干扰。
问题引领
材料　北半球有三大著名流星雨,其中双子座流星雨流量稳定、极大持续时间长、亮流星多,非常适合我国天文爱好者观测。2021年双子座流星雨于12月13日夜间接近流星数量峰值,吸引了不少天文爱好者仰望观测。
探究一 多层次的天体系统
结合材料探究:
(1)结合示意图,判断图中各事物是否都是天体,并说明理由。
(2)双子座是天体系统吗 为什么
(3)将下图所示天体系统从高级到低级进行排序。
提示:(1)流星体是天体,流星体运行在太空中,存在于大气层以外,因此是天体。陨星不是天体,陨星是流星体未燃烧尽而落入地球的部分,因不存在于大气层以外而不属于天体。流星现象不是天体,因为流星现象是流星体闯入大气层后,与大气摩擦燃烧而出现的发光现象,所以不是天体。
(2)不是。天体之间互相吸引和互相绕转形成天体系统,组成双子座的各个天体之间没有互相吸引和互相绕转的关系,所以不是天体系统。
(3)从高级到低级的天体系统依次是A可观测宇宙、B银河系、C太阳系、D地月系。
归纳提升
一、“三看”法巧判天体
1.看是不是宇宙中物质的存在形式,物质是天体,现象不是天体。例如,流星体是天体,流星现象不是天体。
2.看是不是某一天体的一部分,天体的一部分不能称为天体。例如,月球表面的岩石是月球的一部分,不是天体。
3.看是否位于地球大气层之外。例如,宇宙飞船在太空中运行时是(人造)天体,返回到地面就不是天体。
二、“两要”判天体系统
1.要互相吸引:天体之间都存在万有引力。一般构成天体系统的天体相距不会太遥远。
2.要互相绕转:只吸引不绕转的天体不能构成天体系统。
典型例题
读地球所在的不同级别天体系统示意图,完成下列问题。
(1)写出图中字母代表的天体系统的名称:
A　　　　　,B　　　　　,C　　 　　　,D　　　　　。
(2)用“∈”表示A、B、C、D代表的天体系统的包含关系:　　　　　　　。
(3)下列天体系统属于同一级别的是(　　)
A.地月系和银河系
B.银河系和河外星系
C.可观测宇宙和河外星系
D.太阳系和河外星系
答案:(1)可观测宇宙　银河系　太阳系　地月系
(2)D∈C∈B∈A
(3)B
解析:本题能够提取的图像信息:①A、B、C、D代表的天体系统的包含关系;②A代表的天体系统半径约137亿光年,表明A代表人类目前认识的宇宙范围,即可观测宇宙;③D代表的天体系统级别最小、最简单。按照所学知识逆向推理:A为可观测宇宙,是由银河系和河外星系构成,加上题干信息“地球所在的天体系统”判断B应当代表银河系,C则代表太阳系,D应当是地月系。
天体系统是一种运动系统,其形成条件是相邻天体互相吸引、互相绕转。离地球最近的球状天体是月球,地球和月球互相吸引和互相绕转,构成了地月系;地月系仅是太阳系的一小部分,太阳是宇宙中一颗普通的恒星,太阳这颗恒星与周围的天体因互相吸引和互相绕转,构成了太阳系;太阳系又与1 000多亿颗恒星等构成了银河系;人类目前观测到的宇宙中,类似银河系一样的天体系统有数百亿个,称为河外星系;银河系与河外星系共同构成了可观测宇宙。
问题引领
材料一　在太阳系中,太阳是唯一会自身发光的天体,它的质量约为地球的33万倍,也是太阳系最主要的成员。如今的太阳正处于恒星演化的壮年期,其核心内用于核聚变的氢并没有被用尽,所以其稳定的光
照会持续若干亿年,地球上生
命演化至今太阳没有明显的
变化。下图为太阳系示意图。
探究二 特殊行星——地球
材料二　太阳系八颗行星基本数据。
注 1.质量和体积都以地球为1。
2.卫星数据资料截至2018年。
结合材料探究:
(1)根据材料归纳太阳系八颗行星的运动特征。
(2)阅读材料一,分析地球存在生命的外部条件。
(3)地球上拥有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之为“金锁链条件”。阅读材料二,从日地距离、自转周期、体积和质量等方面,分析地球具有这些有利条件的原因。
(4)除地球外,太阳系的其他行星中最有可能存在生命的是哪一个 简要阐述理由。
提示:(1)①同向性:绕日公转方向都是自西向东。②近圆性:绕日公转的轨道近似圆形。③共面性:绕日公转的轨道面几乎在同一平面上。
(2)①太阳正处于壮年期,状态稳定,地球可以获得稳定的太阳光照。②大小行星各行其道、互不干扰,使地球具有安全的宇宙环境。
(3)①日地距离:日地距离适中,使地球表面有适宜的温度条件,有利于生命过程的产生和发展,也保证了液态水的存在,为生物生存创造了条件。
②自转周期:地球的自转周期适中,使地表白天温度不至于过高,夜晚温度不至于过低,有利于地球上生命的存在和发展。
③体积和质量:适中的体积和质量使其引力可以吸引大气聚集在地球周围,形成包围地球的原始大气层,并逐渐演化成适合生物呼吸的大气。
(4)火星。火星的质量、体积虽比地球小,但自转周期、公转周期与地球接近,与太阳的距离也比较适中,这些条件可能使火星有适宜的温度等,所以火星最有可能存在生命。
归纳提升
一、地球上存在生命物质的条件的探究途径分析
1.从现代地球上生物生存所必需的条件入手进行分析。
2.从外因、内因两方面综合分析,即从地球本身和其周围环境条件进行分析。
二、分析某行星是否有生命物质存在的方法
典型例题
“生命宜居带”是指恒星周围适合生命存在的最佳区域。读图,完成下列各题。
(1)在图示的“生命宜居带”中,可能出现生命的主要影响因素是(　　)
A.温度条件 B.恒星质量
C.行星体积 D.大气成分
(2)如果太阳质量是现在的两倍,则出现生命的行星应该是
(　　)
A.金星 B.地球
C.木星 D.水星
答案:(1)A　(2)C
解析:第(1)题,地球存在生命需要有适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水及稳定的光照和安全的宇宙环境。该图反映了恒星质量、轨道半径与“生命宜居带”的关系,这两个因素主要影响行星的温度,故“生命宜居带”内可能出现生命的主要影响因素是温度条件。第(2)题,由图中信息可知,恒星质量越大,出现生命的行星距离恒星越远。
1.下列属于天体的有(　　)
①与地球“擦肩而过”的哈雷彗星　②中秋节时的月亮　③分离前的火箭　④天空中飞行的飞机
A.①③ B.①②
C.②④ D.③④
答案:B
解析:与地球“擦肩而过”的哈雷彗星属于天体,故①正确;月球是地球的卫星,属于天体,故②正确;分离前的火箭在地球大气层内,属于地球的一部分,不属于天体,故③错误;天空中飞行的飞机没有离开地球大气层,属于地球的一部分,不属于天体,故④错误。B项正确。
2.下列关于天体的观测特征,叙述正确的是(　　)
A.星云一闪即逝 B.行星圆缺多变
C.彗星拖着长尾 D.流星体轮廓模糊
答案:C
解析:星云是由气体和尘埃组成的云雾状天体,轮廓模糊,位置相对稳定,一闪即逝的是流星体,A、D两项错误。大多数行星离地球较远,我们看到的行星呈点状,不会出现圆缺多变,B项错误。彗星接近太阳时,外层物质会呈现为背向太阳的尾状,C项正确。
天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的天体,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。据此完成3~4题。
3.下列关于“水世界”天体的类型及其所属天体系统的组合,正确的是(　　)
A.星际物质—可观测宇宙 B.恒星—河外星系
C.行星—银河系 D.卫星—太阳系
4.该天体没有生命物质的原因最可能是(　　)
A.距离恒星太近 B.距离太阳近
C.水域面积大 D.大气层太薄
答案:3.C　4.A
解析:第3题,根据材料描述,该天体围绕恒星运转,故其属于行星;又因其与地球距离仅40光年,而银河系半径为10万光年,可知其位于银河系内,故选C项。第4题,读材料可知,该天体由于温度太高无法存在生命,故原因可能是距离其所处恒星系统的恒星太近,导致辐射量过大而高温,A项正确。
5.读太阳系示意图,完成下列问题。
(1)八颗行星中,B表示　　　,D表示　　　。按结构特征划分,它们都属于　　　行星。
(2)从运动特征来看,八颗行星绕日公转的方向具有同向性,即都是自　向　,呈　时针方向运动。另外,还具有　　　性和
　　　性。
(3)若地球在H行星的轨道上运行,则会发生的现象是(　　)
A.变为寒冷的“冰球”
B.变为炽热的“火球”
C.大气层将会消失
D.体积将会变小
答案:(1)金星　火星　类地
(2)西　东　逆　共面　近圆
(3)A
解析:读图,根据八颗行星距日远近关系判断字母所代表的行星。八颗行星按距日远近、质量和体积等特征分为类地行星、巨行星、远日行星,运动特征具有同向性、共面性、近圆性。地球上的能量绝大部分来自太阳辐射,如果地球在H行星轨道上运行,因距离太阳太远,地球会变成“冰球”。