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描绘太阳系中的宜居带
主题一 探寻人类的太空家园
假设你正乘坐宇宙飞船在太阳系中遨游,透过舷窗向外望去,你看到了什么?是那些你在画册和视频中欣赏过的太空美景吗?人类的太空家园究竟是什么样子的?在浩瀚的太阳系中,为什么只有地球存在生命?为了探索太阳系,人类付出了持久而艰辛的努力。
中国空间站问天实验舱发射升空
描述地球在太阳系中的位置地球的宇宙环境。
说球与其他行星的主要异,认识地球是太阳系中唯一有生命星球。
解世界和中索太空的历程、具和成果,认识人类探索太空的意。
使用空观察工具观察宇的星体,述观察到的现象。
主题学习目标
人 类 为 什么要 探 索 地 球和太阳系?
主题内容
2.探索月球和火星
1.描绘太阳系中的宜居带
新课导入
地球拥有大约46亿年的历史,在漫长的演化过程中,生命逐渐诞生。迄今为止,人类尚未在其他星球上发现生命,这使得地球显得格外独特。
地球上为什么存在生命?它与其他星球有什么不同?
理解地球环境的独特性:通过描绘太阳系中的宜居带,学生将认识到地球位于距离太阳适中的位置,拥有适宜的温度、液态水和大气层等条件,这些条件共同构成了地球生命存在的基础。这有助于学生树立尊重自然、珍惜地球环境的观念。
培养可持续发展意识:在认识到地球环境的脆弱性后,学生将更加关注人类活动对地球环境的影响,从而培养起可持续发展的意识,学会在经济发展与环境保护之间找到平衡点。
人地协调观
理认识太阳系结构:学生将学习太阳系的基本构成,包括太阳、行星、小行星带、彗星等天体,以及它们之间的相对位置和关系。这有助于学生建立对太阳系整体结构的认知。
分析宜居带特征:通过对比太阳系内不同区域(如内行星带、小行星带、外行星带等)的环境条件,学生将深入理解宜居带(即地球所在区域)的独特性和适宜生命存在的条件。
区域认知
跨学科整合:在描绘太阳系中的宜居带时,学生需要运用物理、化学、生物等多学科知识来综合分析问题。例如,理解太阳辐射对地球温度的影响、大气层对紫外线的屏蔽作用等。
系统思维:学生将学会从系统的角度看待地球环境问题,认识到地球是一个复杂的生态系统,其内部各要素之间相互联系、相互影响。
综合思维
观察与记录:鼓励学生观察夜空中的天体现象,如行星运行轨迹、月相变化等,并尝试用简单的工具进行记录和测量。这有助于培养学生的观察能力和数据收集能力。
模拟实验:通过模拟太阳系中不同行星的运动轨迹和环境条件,学生可以更直观地理解太阳系的结构和宜居带的形成机制。这有助于培养学生的动手能力和实验设计能力。
地理实践力
核心素养
目 录
01.太阳系
02.宜居带
太阳系
PART ONE
在盛夏或初秋的晴朗夜晚仰望星空,你会看到一条淡淡的光带横贯天穹,这就是浩瀚无垠的银河,它是银河系的一部分。
银河系
银河系由大量恒星组成,恒星之间的距离十分遥远,它们都围绕银河系的中心旋转。
银河系
太阳系就位于银河系中。
太阳系
图1-2太阳系在银河系中的位置
银河系形似铁饼,由1000多亿颗恒星组成。太阳距银河系中心约2.6万光年(1光年等于9.46×1012千米)。
太阳系
太阳系是一个宏大的系统,由太阳和围绕其运行的八颗行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星、流星体等组成。
太阳Sun
银河系的恒星
直径约是地球的 109 倍
质量约是地球的 33 万倍
体积约是地球的 130 万倍
恒星Fixed star
由炽热气体组成。
质量庞大,自身发光、发热、处于不断运动中。
行星Planet
岩石、气体等
本身不发光,绕恒星运动,靠反射恒星的光而发亮,球状天体。
卫星Satellite
岩石、气体等
本身不发光,绕行星运动,球状天体。
矮行星Dwarf planet
或称“侏儒行星”
体积介于行星和小行星之间,围绕恒星运转,
质量足以克服固体引力以达到流体静力平衡(近于圆球)形状,没有清空所在轨道上的其他天体
小行星Asteroid
类似行星环绕太阳运动
体积和质量比行星小得多的天体
彗星Asteroid
体积大,密度小,呈云雾状。
在扁长的椭圆形轨道上绕太阳运行,彗尾背向太阳
流星体Asteroid
尘粒和固体块
在行星际空间中运行,可产生流星现象
星云Asteroid
气体、尘埃物质组成的云雾状天体
密度小,体积、质量大
知识拓展
可观测宇宙
河外星系
银河系
其他恒星系
太阳系
地月系
其他行星系
天体系统
太阳系八颗行星
水星
金星
地球
土星
小行星带
木星
天王星
海王星
火星
八颗行星物理性质主要指标比较
地球
地球是距离太阳较近的一颗行星,日地距离约1.5亿千米,它是目前已知太阳系中唯一存在生命的星球
地球
“暗淡蓝点”——地球
美国宇航局的“旅行者 1 号”空间探测器飞行至太阳系边缘时,拍摄到的地球只是一个渺小的“蓝点”。
有人认为地球是宇宙的中心,有人认为太阳是宇宙的中心。
16 世纪,哥白尼提出“日心说”,认为太阳是宇宙的中心,地球围绕太阳运动。
这个观点颠覆了传统的“地心说”,让人们重新认识了宇宙和地球。
今天我们知道哥白尼的“日心说”也并不正确,但在当时,它对人类认识宇宙贡献巨大。
宇宙中心的长期争论
科学家
宜居带
PART TWO
地球上的生命得以产生,得益于太阳提供了稳定、持续的光和热。
太阳提供稳定、持续的光和热
科学家认为,地球能孕育出生命与它位于宜居带有关。
宜居带
宜居带示意(宜居带的位置与恒星的温度有关)
在这一范围内,温度适宜,水可以以液态形式存在,这对于生命的存在至关重要。
宜居带
宜居带示意(宜居带的位置与恒星的温度有关)
宜居带是距离恒星一定距离范围内的环状区域
在这一范围内,温度适宜,水可以以液态形式存在,这对于生命的存在至关重要。
温度适宜,水可以以液态形式存在
宜居带示意(宜居带的位置与恒星的温度有关)
宜居带是距离恒星一定距离范围内的环状区域
宜居带
宜居带示意(宜居带的位置与恒星的温度有关)
想一想
如果地球离太阳更近或更远一点,地球上还会有生命吗?
地球拥有岩石表面、含氧大气层等,为生命活动提供了稳定的生存空间和物质基础,这也是地球上存在生命的重要原因。
地球拥有岩石表面、含氧大气层
大气对生命的保护
知识拓展
地球上存在生命的有利条件
地球的太阳系中的位置适中,运动周期适中,有适宜的温度
1
地球的质量和体积适中,有适宜的大气温度
2
适宜的温度有利于液态水的存在
3
内部条件
外部条件
太阳系八大行星公转轨道互不干扰,外部宇宙环境相对安全
1
太阳为地球提供稳定的热量和光照,为生命繁衍提供重要条件
2
思维拓展
太阳系中是否存在尚未被发现的行星?
1930年,天文学家在海王星之外发现了冥王星,并将其认作太阳系的第九颗行星。2006年,国际天文学联合会认为冥王星不符合行星的一些指标,将其列为矮行星。虽然冥王星不再是太阳系行星大家庭中的一员,但它的发现大大激发了人们的想象力和探索太空的兴趣。
天文学家随后发现了冥王星所在的小天体密集区域,将其命名为柯伊伯带。天文学家还发现柯伊伯带中的一些小天体运动很反常,推测太阳系中还有一颗尚未被发现的行星在影响这些小天体。这颗行星既然不是冥王星,那又是谁呢?天文学家正在太空中搜寻这颗可能存在的新行星。
柯伊伯带示意
思考
为什么位于宜居带的星球可能会有生命存在?
温度适宜,水可以以液态形式存在
01
日地距离适中
02
太阳提供了稳定、持续的光和热
03
地球拥有岩石表面、含氧大气层等,为生命活动提供了稳定的生存空间和物质基础
04
外部宇宙环境相对安全
05
课堂小结
能力提升:了解地球在太阳系中的位置和地球的宇宙环境,认识地球是太阳系中唯一有生命的星球。
课堂小练
有“中国天眼”之称的FAST是世界最大的单口径射电望远镜。“中国天眼”搜索范围可达到目前人类可观测的宇宙边缘,对搜索地外文明具有重要意义。据此完成下面小题。
1.该望远镜可探测的最高级别天体系统为( )
A.太阳系 B.银河系 C.地月系 D.可观测宇宙
解析: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。根据材料信息可知,“中国天眼”探测范围可达到目前人类可观测的宇宙边缘,因此该望远镜可探测的最高级别天体系统为可观测宇宙,D正确。
D
有“中国天眼”之称的FAST是世界最大的单口径射电望远镜。“中国天眼”搜索范围可达到目前人类可观测的宇宙边缘,对搜索地外文明具有重要意义。据此完成下面小题。
2.人类在探测宇宙的过程中,发现了各类天体,下列天体属于太阳系行星的是( )
A.冥王星 B.哈雷彗星 C.月球 D.地球
解析:太阳系中已知有八颗行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,D正确。
D
目前,火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球之一。下图为天体系统层次示意图,下表为地球与火星相关数据表。据此完成下面小题。
3.火星与地球同处的最低级别天体系统是( )
A.地月系 B.太阳系
C.银河系 D.可观测宇宙
行星 自转周期 大气层主要成分 表面大平均温度 水
地球 1天 氮气、氧气等 15℃ 有液态水
火星 1.03天 二氧化碳、氮气、氩气,少量氧气等 -65℃ 有液态水活动痕迹
解析:天体系统有不同的级别,从低到高,依次为地月系、太阳系、银河系、可观测宇宙,地月系由地球和月球组成,地球和火星同为行星,都属于太阳系,故选B。
B
目前,火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球之一。下图为天体系统层次示意图,下表为地球与火星相关数据表。据此完成下面小题。
4.火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球之一,可能是因为火星与地球( )
①自转周期相近
②表面大气温度相同
③液态水都很充足
④大气成分相似
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
行星 自转周期 大气层主要成分 表面大平均温度 水
地球 1天 氮气、氧气等 15℃ 有液态水
火星 1.03天 二氧化碳、氮气、氩气,少量氧气等 -65℃ 有液态水活动痕迹
解析:火星与地球自转周期相近,①正确;地球表面大气平均温度为15℃,火星表面大气平均温度为-65℃,相差较大,②错误;地球表面有液态水,火星表面只是有液态水活动痕迹,③错误;火星与地球大气成分相似,都有氮气、氧气等,④正确,综上,D正确。
D
地球是太阳系八大行星之一。地球与月球组成一个天体系统—地月系统。地球是目前宇宙中已知唯一存在生命的天体,是适合人类生存的唯一家园。下图为太阳系模式图。读图,完成下面小题。
5.地球在太阳系中位于( )
A.水星和金星之间 B.金星和火星之间
C.火星和木星之间 D.木星和土星之间
解析:按照距太阳由近到远,八大行星依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球在太阳系中位于金星和火星之间。B正确。
B
地球是太阳系八大行星之一。地球与月球组成一个天体系统—地月系统。地球是目前宇宙中已知唯一存在生命的天体,是适合人类生存的唯一家园。下图为太阳系模式图。读图,完成下面小题。
6.地球的天然卫星A星球是( )
A.月球 B.太阳
C.金星 D.冥王星
解析:地球绕太阳公转,月球绕地球公转,地球的天然卫星是月球。A正确。
A
感谢观看