(共62张PPT)
第一章 宇宙中的地球
目录
CONTENTS
地球的宇宙环境
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太阳对地球的影响
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地球的历史
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地球的圈层结构
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01
02
03
04
地球的宇宙环境
第一节
CCTV1《开学第一课》
宇宙到底有多大?
公元2世纪,古希腊天文学家托勒密提出“地心说”;
公元16世纪,波兰天文学家哥白尼提出“日心说”;
公元18世纪,天文学家提出“星系”一词;
20世纪60年代以来,大型天文望远镜的使用及空间探测技术的发展,使天文观测的尺度逐渐扩展到约137亿光年的时空区域。
人类目前已经观测到的宇宙半径即
“可见宇宙”半径:约137亿光年!
人类认识宇宙的历程
宇宙是怎样形成的呢?
宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的 ,宇宙在大爆炸前处于极高温和超高密状态,大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命...目前宇宙仍处于不断膨胀之中..
宇宙大爆炸理论
浩瀚的宇宙
时间上是无始无终的
空间上是无边无际的
2、宇宙是一个物质世界---由各种天体组成
概念:宇宙中物质存在的形式统称为天体
天体
天体类型:
2、宇宙是一个物质世界---由各种天体组成
自然天体——
主要为恒星、星云等
人造天体——
人造卫星、飞船、太空实验室等
天体概念:宇宙中物质的存在形式通称天体。
流星体
彗星
恒星(太阳)
星云
行星(地球)
卫星(月球)
天体
太阳(恒星)
恒星是由炽热气体组成,自已能发可见光的球状或类球状天体,其主要成分是氢和氦。
像太阳这样的恒星在银河系中约有1000多亿颗。
星云 :由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体。 其主要成分是氢。
猎户座气体星云
蟹状星云
轮廓变化的星云
蟹状星云
行星:在椭圆轨道上环绕恒星运行的、近似球状的天体。质量比恒星小,本身不发光,靠反射恒星的光而发亮。
不断移动的行星
卫星:环绕行星运转的天体。
地球及其卫星(月球)
土星及其卫星(21)
流星体是行星际空间数量众多的尘粒和固体小块。
流星
思考:
怎样区别流星体、流星现象、与陨星?
流星现象
陨星
狮子座流星雨
流星体——流星现象——陨星(陨石、陨铁)
A B C
一看实质:它是不是宇宙间的物质
二看存在:它是不是独立存在于宇宙空间
三看运转机制:是否在一定的轨道上独立运行。
判断一个物体是否是天体:
概念:宇宙中物质存在的形式统称为天体
2010年10月1日下午18时59分57秒,中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空,准确入轨,赴月球拍摄月球表面影像、获取极区表面数据,为“嫦娥三号”在月球软着陆做准备。
问:待发射的“嫦娥二号”是不是天体?一个物体要成为天体需要符合哪些条件?
拖着长尾的彗星
彗星,俗名“扫帚星”,是围绕太阳运行的一种天体。人们已经发现的彗星有1600多颗,但是肉眼能看到的却很少,用望远镜每年也只能看到20多颗。
慧星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体,呈云雾状的独特外貌。其中最大最容易观测的要算哈雷彗星了。这颗彗星出现的周期为76年,是由一位叫哈雷的英国天文学家第一次算出的,因此叫哈雷彗星.哈雷彗星上一次回归是在1986年,而下一次回归将在2061年中
哈雷彗星(周期76.1年)
慧核、慧发、慧尾
注意彗星绕日公转的方向和彗尾的变化规律?
彗星轨道
天体?分类?
天体类型 形状 组成物质 能否自己发光 现象
恒星
行星
星云
流星
彗星
所有这些天体和星际物质组成了地球的宇宙环境
小结
自然天体
人造天体
球状 主要由氢和氦组成 能 明亮闪烁
球状 岩石等 否 明亮不闪烁但有明显移动
云雾状 由气体和尘埃组成 否 发亮的云雾状外表
球状块状 岩石等 否 在天空中有一道明亮的光迹
云雾状又彗尾 主要由冰物质组成 否 “扫帚”形天体
天体系统概念
3、天体系统
运动中的天体因相互吸引、相互绕转,形成天体系统。
看课本3页图1.3,讨论归纳天体系统的层次(级别)关系
可观测宇宙
银河系
河外星系(像银河系约10亿个)
太阳系
其他恒星系(像太阳1000多亿颗)
其他行星系(7个)
地月系(地球和月亮)
2.6
10
天体
天体系统
相互吸引
相互绕转
图中A表示 ,B表示 ,C表示 ,D表示 。
可观测宇宙
银河系
太阳系
地月系
二、行星地球
太阳是太阳系的中心天体,巨大炽热气体球,其质量占整个太阳系99.86%,在太阳引力作下,其他天体绕其运动,它提供巨大能量。
八大行星按照距离太阳的远近依次是:
水、金、地、火、木、土、天王、海王
类地行星
巨行星
远日行星
行星的分类
小行星带的位置
76年
地内行星和凌日现象
(1)地内行星是指地球轨道以内的行星,即水星、金星。这两颗行星有凌日现象。
(2)凌日现象:指地内行星运行到与太阳、地球在一条直线上,且位于太阳与地球之间。在地球上可以看到一个小黑圆点在日面上缓慢移动。如下图:
凌日现象
地外行星和冲日现象
(1)地外行星是指地球轨道以外的行星,即火星、木星、土星、天王星和海王星。这五颗行星会发生冲日现象。
(2)冲日现象是指地外行星运行到与太阳、地球在一条直线上,且位于太阳与地球连线的延长线上。冲日时行星最亮,也最适宜观测。如下图:
为什么说地球是太阳系中的一颗普通行星?
八大行星绕日公转的运动特征有什么特点?
行星绕日公转的方向具有同向性
距日远近与公转速度呈负相关,与公转周期呈正相关
随着距日距离逐渐变远,八颗行星公转速度逐渐变慢,公转周期逐渐变长。
读表1.2 行星轨道倾角与偏心率分析运动特征
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道倾角 70 3.40 00 1.90 1.30 2.50 0.80 1.80
偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093 0.048 0.054 0.027 0.009
有没有什么特殊的发现
行星绕日公转的轨道面具有共面性
行星绕日公转的轨道形状具有近圆性
同向性
公转方向都与地球的方向相同(自西向东)
近圆性
八颗行星的公转轨道同圆相当接近
共面性
八颗行星绕日公转的轨道面几乎在同一个平面上
运动特征
太阳系八大行星的比较数据
行星比较 距日远近 质量 体积
类地行星
巨行星
远日行星
1
3
3
2
1
1
3
2
2
类地 行星 质量 (地球为1) 体积 (地球为1) 平均密度(g/cm3) 公转周期 自转周期
水星 0.05 0.056 5.46 87.9d 58.6d
金星 0.82 0.856 5.26 224.7d 243d
地球 1.00 1.000 5.52 1a 23 h56m
火星 0.11 0.150 3.96 1.9a 24 h37m
木星 317.94 1316.000 1.33 11.8a 9h50 min
土星 95.18 745.000 0.70 29.5a 10h14min
天王星 14.63 65.200 1.24 84.0a 约16h
海王星 17.22 57.100 1.66 164.8a 约18h
1、公转方向?轨道形状?轨道平面?
同向性、近圆性、共面性
2、小行星带位于?地球位于?
火木之间;金火之间
3、距离地球最近的恒星?
太阳
4、距离地球最近的星球?
月球
5、距离地球最近的行星?
金星
6、距离太阳最近的行星?
水星
(1)普通性:
为什么说地球是太阳系中的一颗普通行星?
与其他行星相比,地球在公转运动特征方面没有特殊的地方;即具有同向性、共面性、近圆性的特征。
在结构特征方面,质量和体积既不是最大的,也不是最小的,也无特殊的地方。因此说,地球是太阳系中的一颗普通行星。
(2)特殊性:
为什么说地球又是一颗特殊的行星?
迄今为止地球是人类观测到的所有星球中唯一有生命繁衍的行星。
【地球的普通性和特殊性】
存在生命的行星
地球与其它行星不同之处
——地球上有生命存在。
为什么地球有生命?
外部条件:
①稳定的太阳光照:地球处于太阳系,太阳系的中心天体太阳正处于壮年期,状态稳定。
②安全的运行轨道:大小行星各行其道、互不干扰,使地球处于一种比较安全的宇宙
环境当中,有利于生命的发展和繁殖。
自身条件:
①适宜的温度
②适合生物呼吸的大气
③充足的液态水
日地距离适中,
公转和自转周期适中,地表年均温度保持在15度左右,有利于液态水的存在和生命过程的发生、发展。
地球具有适中的体积和质量,其引力可以使大量的气体聚集在它的周围,形成包围它的大气层。
地球原来没有水,由于原始地球体积收缩和内部放射性元素衰变产生热量,地球内部温度逐渐升高,不断产生水汽。这些水汽通过火山活动等形式溢出地表,逐渐冷却、凝结形成降水,汇聚到地表低洼地带,形成了原始海洋,海洋是生命的摇篮,地球最初的单细胞生命就出现在海洋中。
(3)地球上存在生命的条件及原因:
影响地球温度的三大因素
(1)日地距离适中,地球接受的太阳辐射适宜。
(2)地球外部大气层的存在,可以起到对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。
(3)地球公转和自转的周期适中,可以避免温度日变化和年变化幅度过大。
讨论——《外星人会不会存在》
先驱者号携带的“名片”
有关中国人家宴的照片
旅行者号探测器
特制唱片的正面
特制唱片内录制的115张照片中的9张
人类信息图
地球之声
地球的宇宙环境
地球在宇宙中的位置
行星地球
天体
天体系统:
概念
层次
普通行星
特殊生命
外部条件
自身条件
概念
分类
运动特征
结构特征
[预习效果自测]
一、判断题
1.在轨运行的“北斗”导航系统的卫星属于天体。( )
2.银河系和河外星系是同级别的天体系统。( )
3.太阳系八颗行星运动特征的同向性是指八颗行星的自转和公转方向一致。( )
4.地球上有适宜生物生存的大气与地球的体积和质量适中有关。
( )
5.地球上存在生命是因为自身适宜的条件和安全、稳定的宇宙环境。
( )
√
√
×
√
√
二、选择题
读图,完成6~7题。
6.图中天体系统( )
A.共有三级
B.最高级别的是银河系
C.地月系与河外星系为同级别
D.具有从高到低的包含关系
√
7.中心天体是地球的天体系统是( )
A.地月系
B.太阳系
C.银河系
D.可观测宇宙
√
8.太阳系的众行星在绕日公转方面具有一定的共性,下列分析不正确的是( )
A.同向性——各行星的公转方向都与地球的公转方向相同
B.共面性——各行星的公转轨道面与黄道面在同一平面上
C.近圆性——各行星绕日公转的轨道都为近似正圆的椭圆
D.各行星都在各自的轨道上按一定规律绕日运转,各行其道,互不干扰
√
北京时间2020年12月1日23时11分,在经历了为期一周的地月转移、近月制动、环月飞行之旅后,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。据此回答9~10题。
9.月球属于( )
A.卫星 B.行星
C.彗星 D.恒星
√
10.月球上没有生命物质存在的主要原因是( )
A.距离太阳太远 B.没有昼夜交替
C.宇宙环境不安全 D.没有适宜的大气
√
1、下列属于天体系统的是
①宇宙中的基本天体——恒星和星云 ②宇宙中级别最高和最低的天体系统——可观测宇宙和地月系 ③相互吸引的两颗恒星或两颗行星 ④沿同一轨道运行的流星群或小行星带 ⑤大熊座、小熊座和狮子座 ⑥相互吸引且相互绕转的大小天体
A.②⑥ B.①③⑥ C.④⑥ D.②③⑤
课堂练习
A
2、我国北宋伟大的文学家苏轼在《夜行观星》里有“大星光相射,小星闹若沸”。这里的“大星”、“小星”绝大多数是( )
A. 彗星 B. 流星 C. 恒星 D. 行星
C
3、下列属于天体的是( )
①哈雷彗星、流星体 ②月球、星云 ③航天飞机、陨石 ④恒星、待发射的航天飞机
A.①③ B.①② C.②④ D.③④
4、下列关于天体、天体系统的叙述,正确的是( )
A.天体形态多种多样,是物质的,是孤立存在的
B.可观测宇宙即为宇宙
C.太阳系是比银河系低一级的天体系统
D.只有相邻的天体才可以构成天体系统
B
C
3.阅读下面材料,回答下列问题.
与其他行星相比较,地球的条件是非常优越的.首先,它与太阳的距离适中,加上自转周期与公转周期适当,使得全球能够接受适量的太阳光热.整个地球表面的平均温度约为15℃,适于万物生长,而且能够使水在大范围内保持液态,形成水圈.而水星和金星离太阳太近,接受到的太阳辐射能量分别为地球的6.7倍和1.9倍,表面温度达350℃和480℃;木星、土星距太阳又太远,所获得的太阳辐射的能量仅为地球的4%和1%,表面温度是-150℃和-180℃;更远的两颗行星的表面温度则都在-200℃以下,环境条件十分严酷。
(1)为什么水星和金星表面温度很高,而天王星和海王星表面温度很低?温度过高或过低对生命形成、发展有什么影响?
(2)地球在太阳系中独特的优越条件是什么?
主要与它们同太阳的距离有关。温度过高或过低,都不利于生命的产生和发展 。
具有适宜的温度、适合生物生存的大气以及液态水