1.1 地球的宇宙环境 课件 (共75张PPT)

(共75张PPT)
1.1地球的宇宙环境
R
“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，浑身散发出夺人心魄的、彩色的、明亮的光芒，她披着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？
如果不是，那么从太空中看到的地球为什么是明亮的？
这与它在宇宙中所处的位置有什么关系呢？
导入新课
中国天眼
中国500米口径球面射电望远镜
（英文简称:FAST）
启用时间
2016年
9月
建设地点
贵州平塘
喀斯特洼坑
面积大小
30个标准
足球场
接收面积
世界等级
目前世界
最大单口径
最灵敏
射电望远镜
人类意义
显著提高
人类探索
宇宙能力
引课
火星—
我们来了！
2020年7月23日12时41分05秒，天问一号任务成功发射，迈出中国行星探测的第一步。
随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，
留在太空中的垃圾越来越多……
我们在此呼吁，在探索宇宙的同时，
也要保护地球宇宙环境！
地球只有一个
这是我们人类在宇宙中唯一的家园
【课程标准】
运用资料，描述地球所处的宇宙环境
人类对宇宙的认识
多层次的天体系统
特殊的行星--地球
目录
1
人类对宇宙的认识
古代
“盖天说”
“浑天说”
公元2世纪，古希腊天文学家托勒密建立“地心说”
16世纪波兰天文学家哥白尼提出“日心说”
18世纪天文学家引入“心系”
20世纪60年代以来，大型天文望远镜使用以及空间探测技术发展，使天文观测尺度逐渐扩展到200亿光年时空区域
人类对宇宙的认识
人类对宇宙的认识
可见宇宙：天文学家把人类目前已经观测到的有限宇宙，叫作“可观测宇宙”或“已知宇宙
上下四方曰宇
古往今天曰宙
宇宙到底有多大呢？
人类对宇宙的认识
在人类发展初期，由于活动范围狭小，人们往往只能凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看作是倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅。于是有了“天圆地方”学说
银河
1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。
人类对宇宙的认识
500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，于2016年9月25日落成。截至2021年3月29日，500米口径球面射电望远镜已发现300余颗脉冲星
人类对宇宙的认识
2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”，后续行星任务依次编号。7月23日，天问一号探测器在中国文昌航天发射场发射升空。
人类对宇宙的认识
活动
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？
可观测宇宙的半径约为137亿光年，折合约为1.2960885×千米
太阳光到达地球约需8分20秒。
可观测宇宙半径约为日地平均距离8.64059×倍
2
多层次的天体系统
卫星
星云
恒星
地月系
彗星
流星
行星
河外星系
银河系
太阳系
宇宙中的天体和天体系统
气体尘埃
它们长什么样呢？
天体
天体：宇宙间的物质存在形式。如星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、气体和尘埃等。。
天体
星云：看来像云雾状的天体。银河系内太阳系以外一切非恒星状的气体尘埃云由气体和尘埃组成、云雾状，体积大、质量大、密度小
。
天体
天体
恒星：由炽热气体组成，能自身发光的球体或类球状天体。
天体
行星：绕恒星运转、近似球状、质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮的天体，如太阳系八大行星。
木星
月球
卫星：环绕行星运转的天体，如月球是地球的卫星
天体
环绕地球的只有月球吗？
天体
天体除自然天体外，还有人造天体，如航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等
天体
2021年2月10日19时52分，天问一号经历202天、4.75亿千米的飞行后，与火星交会，成功实施捕获制动，进入环绕火星轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。
天体
彗星：在扁长椭圆形轨道上绕太阳运行的质量较小的天体。
天体
流星：是指运行在星际空间的流星体，接近地球时被地球引力吸引，在高速穿越地球大气层时发生电子跃迁所产生的光迹。大部分流星体在落到地面之前会被消耗殆尽，少部分则会掉到地面上，称之为陨石。
陨石是天体吗？
天体
天体的判断依据
①属于宇宙中的物质（位于地球大气层之外）
②非附属于某天体的一部分
③有独立的运转轨道
天体之间是不是随时会撞上呢？
天体系统
地月系由地球和月球组成。地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动，它是地球唯一的天然卫星。
太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成。太阳是太阳系的中心天体，以其强大的引力约束其他天体按照一定的轨道绕着它转。地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米。
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统。在银河系中有1000亿以上的恒星。太阳与银河系中心的距离约2.6万光年。
银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙。
天体系统
天体系统：各种运动的天体相互吸引和相互绕转形成天体系统。如月球受地球的引力的影响围绕地球绕转形成地月系。
月球
地球又围绕谁运转呢？
天体系统
太阳的质量占整个太阳系质量的99.86％.受其引力影响，周边的行星、矮行星和卫星，以及小行星、彗星、流星体和行星际物质组成太阳系
天体系统
水星
金星
地球
火星
木星
天王星
土星
海王星
地内行星
地外行星
远日行星
巨行星
天体系统
水星
金星
地球
火星
木星
天王星
土星
海王星
从地球北极上空看，八大行星都按逆时针方向围绕太阳旋转。公转轨道近似正圆的椭圆，行星之间各行其道，互不干扰
天体系统
太阳是银河系中一颗普通的恒星，银河系当中有一千 多亿颗恒星，它们围绕银心运转。太阳绕银心运行一周约需2.5亿年
银河
太阳又围绕谁运转呢？
自
西
向
东
从八大行星运动特征来看：
公转方向：
同向性
公转轨道面：
共面性
公转轨道形状：
近圆性
地球是一颗普通的行星
天体系统
在银河系以外，有许多看似星云的天体，实际上是与银河系同级别的恒星系统，称为河外星系。。
天体系统
已知宇宙
太阳系
银河系
地月系
银河系与现阶段所能观测到的河外星系组成已知宇宙，是目前人类所知道的最高一级天体系统。
天体系统层级示意图
天体
天体
宇宙中恒星
星云、行星
卫星、流星
彗星等各种
物质的统称
星云
卫星
流星
恒星
彗星
行星
宇宙中的天体都在运动着，运动中的天体相互吸引和互相绕转，形成天体系统
天体系统
级别划分
地月系
太阳系
银河系
银河系与河外星系主要由恒星等比较大的天体组成。恒星之间的距离十分遥远。
例如：距离太阳最近的恒星（比邻星），距离约为4.2光年。
（一）银河系与河外星系
银河系
（一）银河系与河外星系
5万光年
2.6万光年
太阳

银心
+
1000多亿颗恒星等组成的铁饼状扁平外形天体系统
直径约10万光年，中心厚度约1.2万光年。
所有恒星都环绕银心旋转
太阳距银心约2.6万光年，绕银心一周约2.5亿年。
银河系中很多由尘埃和气体等组成的云雾状天体，称为星云。
银河系外许许多多看似星云的天体，是与银河系同级别恒星系统，称为河外星系。
（一）银河系与河外星系
迄今为止
人类观测到的河外星有数百亿个
大多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
1.议一议，我们所看到的银河是银河系的全貌吗？
探究
不论我们位于地球上的哪个地点。都只能观察到银河系的一部分。具体的讲，由于银河系的半径为5万多光年，太阳系距离银河系约为2.6万光年，我们人类肉眼在天空各处看见的个别恒星全都是银河系的一部分，来自银河系这条带状弧上的光，都是源自银河系平面上肉眼不能解析的恒星和其他天体累积的光亮。
探究
2.我国古代把银河叫做天河、银汉等，民间，还流传着牛郎、织女每年七夕在鹊桥相会的神话故事。白居易有诗云：“烟霄微月澹长空，银汉秋期万古同。几许欢情与离恨，年年并在此宵中。”（《七夕》）夏秋之交的黄昏，银河最为明显。观察银河，找到牛郎星和织女星，领会诗人描绘的意境。
在夜空中牛郎星和织女星位于银河两边，中国古代神话故事将无生命的星空赋予了凄美的爱情故事，借用自然景观，通过诗人咏叹抒发了钟情男女的哀怨与离恨。
牛郎星
织女星
仙女星系距离地球260万光年
如今我们看到的仙女星系，实际上是260万年前该星系的状况
太阳系组成：
太阳、行星 、矮行星、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。
（二）太阳系与地月系
太阳系
太阳质量：
约占整个太阳系99.86%。
（二）太阳系与地月系
太阳系
环绕太阳运行、质量足够大、呈球形或近似球形，能通过引力清空轨道附近碎物的天体。
行星
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，不能清空轨道附近的区域。（以冥王星为代表）
矮行星
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。（小行星带位于火星轨道和木星轨道之间）
太阳系小天体
水 星
金 星
地 球
火 星
类地行星
巨行星
木 星
土 星
远日行星
天王星
海王星
运动特征：同向性 共面性 近圆性
注意：存在小行星带
太阳系
（二）太阳系与地月系
地月系
活动:观察月相
从地球上看月亮，有时似一钩斜挂，有时如玉盘高悬。
月相：月亮盈亏变化而出现的各种形状。
满月(十五、十六)
东
凸月
蛾眉月
太阳
西
上弦月
(初七、初八)
农历上半月傍晚可见的月亮
看懂这几副图，月相变化规律轻轻松松掌握！
以观察者为中心示意图
满月(十五、十六)
东
凸月
太阳
西
下弦月
(廿二、廿三)
农历下半月清晨可见的月亮
蛾眉月
以观察者为中心示意图
看懂这几副图，月相变化规律轻轻松松掌握！
蛾眉月
蛾眉月
凸月
凸月
上弦月
下弦月
满月
(望)
新月
(朔)
初七、初八
廿二、廿三
十五、十六
初一
12:00
东
东
15:00
18:00
21:00
0:00
3:00
6:00
9:00
太阳光
月相变化原理图
满月(十五、十六)
东
凸月
蛾眉月
太阳
西
上弦月
(初七、初八)
农历上半月傍晚可见的月亮
满月(十五、十六)
东
凸月
太阳
西
下弦月
(廿二、廿三)
农历下半月清晨可见的月亮
蛾眉月
以观察者为中心示意图
看懂这几副图，月相变化规律轻轻松松掌握！
3
特殊行星：地球
地球是太阳系中一颗特殊的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
地球存在生命的条件
稳定的太阳光照
太阳处于中年，状态稳定
大小行星各行其道，互不干扰
安全的宇宙环境
适宜的温度
日地距离适中，公转、自转周期适中
适合生物呼吸的大气
体积、质量适中
存在液态水
地球内部放射性元素衰变，原始地球重力收缩
产生水汽，形成降水
内部条件
外部条件
活动
名称 与太阳的距离 (×106千米) 赤道半径 (千米) 质量 体积 平均密度 (克/厘米3) 自转周期 (天) 公转周期 (年) 表面温度 (K) 已知卫星数
(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 1.63 0.67 164.79 55~72 14
读下表，结合所不知识，完成相关任务。
（1）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。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。
（2）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。
（3）太阳周围的恒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？试对你的答案做出解释。
活动
（1）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。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。
自身条件
日地距离适中
适当的自转周期
体积和质量适中
适宜的温度
液态水
适合生物呼吸的大气
生命存在
活动
（2）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。
（3）太阳周围的恒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？试对你的答案做出解释。
火星(或水星、金星），从质量、体积、平均密度、自转周期、与太阳的距离等方面和地球对比。
假如太阳光照变得极不稳定，会导致地球整体自然环境也变得极不稳定。若发生在生物形成初期，会导致生物进化中断；若发生在现在或将来，会导致生物大量灭绝，甚至危及人类生存。
本节课小结
1.根据所不知识和材料信息，判断下列不属于天体的是（ ）
A.位于奔月轨道的“嫦娥四号”探测器 B.“鹊桥”中继卫星
C.月面考察的“玉兔二号”探月车 D.月球
C
北京时间2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”月球探测器世界首次在月球背面顺利着陆。随后，“嫦娥四号”探测器向位于月球同步轨道的“鹊桥”中继卫星发送了月球表面照片。一天后，“嫦娥四号”探测器释放“玉兔二号”探月车对月面进行考察。读图完成第1-2题。
地球
月球
发射
进入奔月轨道
中段轨道误差修正
制动开始
进入月球轨道
2.运行在太空中的“神舟十一号”与“天宫二号”属于的最低一级天体系统是（ ）
A.银河系 B.河外星系 C.地月系 D.太阳系
C
3．下列属于天体的是（ ）
①地球 ②河外星系 ③天空中飘动的云
④星际空间的气体和尘埃 ⑤陨星 ⑥流星体
A. ①②④ B. ①③④
C. ②④⑥ D. ①④⑥
D
（1）图中的字母所代表的行星名称是：
A___________、B___________、C___________、D___________
（2）属类地行星的有___________（填字母）
（3）用箭头在地球公转轨道附近表示八大行星的公转方向。
（4）用小圆点在适当的轨道位置表示出小行星带。
（5）比太阳系低一级的天体系统是________，其中心天体是_____；
比太阳系高一级的天体系统是________。
A
B
C
D
E
F
G
H
I
水星
天王星
海王星
土星
AHGF
地月系
地球
银河系
小行星带
4．读太阳系模式图,
完成下列各题：
5．按所给内容之间的关系，把其字母代号填入下面的方框里
A．适当的自转周期
B．日地距离适中
C．地球体积、质量适中
D．液态水
E．太阳系有比较稳定的宇宙环境
F．有适宜的温度
G．适合生物呼吸的大气
H．地球处在比较安全的宇宙环境
地球的宇宙环境
地球上有生命存在
地球自身特点
B
D
F
A
G
C
E(H)
H(E)
特殊行星-地球
外部条件：1.长期稳定的太阳光照
2.安全的宇宙环境
多层次的天体系统
特殊的行星地球
【小结】
人类对宇宙的认识
天体：星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体等
天体系统：已知宇宙、银河系和河外星系、太阳系、地月系
地球出现生命的自身条件
地球出现生命的外部条件
随堂检测
天体是宇宙间物质的存在形式,宇宙间的天体因相互吸引、相互绕转而形成天体系统。据此回答(1)、(2)题。
1.下列物质中,属于天体的有 (　　)
①太阳、月球、北斗七星 ②恒星、行星、卫星、彗星
③火车、轮船、巨大岩石 ④待发射火箭、待发射宇宙飞船
A.①②　　　B.③④ C.①③　　　　D.②④
2.下图中若S表示太阳,则该图所示的天体系统有(　　)
A.四级　　　B.三级 C.二级　　　　D.一级
A
C
随堂检测
　NASA(美国航空航天局)宣布,在距离地球40光年的一颗恒星(TRAPPIST-1)周围发现了7颗与地球大小相当的类地行星,其中e、f、g位于宜居带内。下图为“TRAPPIST-1系统示意图”。读图回答3、4题。
3.与“TRAPPIST-1系统”级别相同的天体系统是 (　　)
A.地月系 B.太阳系
C.银河系 D.可观测宇宙
B
随堂检测
　NASA(美国航空航天局)宣布,在距离地球40光年的一颗恒星(TRAPPIST-1)周围发现了7颗与地球大小相当的类地行星,其中e、f、g位于宜居带内。下图为“TRAPPIST-1系统示意图”。读图回答3、4题。
4.推测位于“宜居带”内的行星“宜居”,最可能是因为 (　　)
A.有富含二氧化碳的大气
B.表面平坦
C.与TRAPPIST-1距离适中
D.有肥沃的土壤
C