1、第一节 宇宙中的地球探索与发现情境感知人民网西昌 2007 年 10 月 24 日电 24 日 18 时 5 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将嫦娥一号卫星成功送入太空。嫦娥一号是我国自主研制的第一颗月球探测卫星，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步，为党的十七大胜利召开献上了一份厚礼。 太空有多大？太空有什么？嫦娥飞月有什么重要意义？天空的星星能数得清么？地球所处的宇宙环境安全吗？本节将和同学们一起来探究这一问题。目标导学知识与能力 （1）了解地球的宇宙环境，理解天体系统的层次，知道地球在宇宙中的位置（2）运用图表资料，分析说明地球是太阳系中既普通又特殊的行星（
2、3）通过分析地球的宇宙环境，理解地球上出现生命的原因过程与方法 （1）阅读有关图像，建立空间概念（2）初步掌握使用比较法学习地理的技能（3）观察某种天文现象，并查阅相关资料，说出自己的观察结果与体会情感、态度与价值观（1）认识地球的宇宙环境，树立科学的宇宙观，自觉抵制各种伪科学（2）分析相关资料，关注重大天文事件，乐于探索，形成求真、求实的科学态度新知探索1、 宇宙的主要组成物质有哪些？2、 什么叫天体？天体类型的哪些？天体的特征和区别有哪些？3、 什么叫天体系统？它的层次有何特点？4、 太阳系八大行星的运动特征和结构特有哪些？5、地球上存在生命的条件有哪些？追踪与跨越一、地球在宇宙中的位置思
3、维点拔1 人类对宇宙的认识（1）宇宙宇指无限的空间，宙指无限的时间，宇宙就是在空间上无边无际，在时间上无始无终，按客观规律不断运动着的物质世界，也就是天地万物的总称。宇宙既具有多样性而又具有统一性，多样性是指宇宙间的物质表现出形态的多样性，如各种天体形态的多样性；统一性则表现为宇宙是由物质组成的。组成宇宙的各种物质都有它发生、发展、演变以及消亡的过程，是有限的；而作为总体的宇宙，在空间和时间上，在物质运动形态转化上则是无限的。所以，宇宙是由物质组成的，物质是运动的。（2）人类认识宇宙的过程2.天体（1）概念：存在于宇宙空间的恒星、星云、行星、流星、彗星、卫星以及星际空何的气体和尘埃等。所有这些
4、，通称为天体。天体在大小、质量、光度、温度等方面存在差别。（2)几种常见的天体恒星：是由炽热气体组成的，能自己发光的球状天体。主要组成物质是氢和氦。特点：气体球，能发光，距离远，有运动。星云：是由气体、尘埃组成的呈云雾状外表的天体。主要组成物质是氢。特点：质量大、体积大，密度小。行星：是在椭圆轨道上环绕恒星运行的，近似球形的天体，质量比恒星小得多，本身不发光，以表面反射恒星光而发亮。小行星是一些围绕太阳运转但因为太小而称不上行星的天体，它们位于地球轨道以内到土星的轨道以外的空间中，而大多数小行星集中在火星与木星轨道之间的小行星带里。有些小行星的轨道与地球轨道相交，有些小行星还曾与地球相撞。按照
5、最新的决议规定， “行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其引力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。这些天体包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它们都是在 1900 年以前被发现的。而同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体称为“矮行星”冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星” 。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体” 。流星体：是行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体，称为流星群。大多数流星雨是以辐射点所在星座或附近的恒星户名的。彗星
6、：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。由彗核、彗发、彗尾组成。如哈雷彗星。可将天体和星际物质列表比较，以便于记忆：宇宙环境 组成物质（或成员） 特点 观察星云 气体和尘埃，氢 呈云雾状 模糊恒星 炽热气体，氢和氦 自己发光 闪烁行星 八大行星 质量小，靠反射太阳光移动流星体 尘粒，固体小块 质量小，数量多 流星现象卫星 如月球 绕行星公转，不发光 圆缺变化天体彗星 冰物质 绕行太阳，质量小，云雾状拖着长尾巴星际物质 气体和尘埃 极其稀薄、密度小 不能用肉眼观察3.天体系统(1)概念：天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。（2）层次：可根据下列几种方法来记忆：A
7、框图B图解：C表解：图表导读1教材 P2 图 1.1 宇宙是由物质组成的根据该图思考下列问题：（1）该图呈现了哪几种天体？它们各有何特征？（2）此图说明宇宙具有什么特点？方法：分析这是一幅说明宇宙由物质组成的示意图，由四幅小图组成。由上而下依次是蟹状星云、土星、狮子座流星雨和哈雷彗星。图片形象直观，增加了宇宙是由物质组成的真实感和可信度。该图的主题介绍宇宙是由物质组成的这一原理。图中所示内容是组成宇宙的一部分物质，这部分物质通称天体。图中仅表示了各天体的形状，没有涉及它们在空间的高度和相互位置，是各自独立的天体形状示意图。答案：（1）该图呈现了星云、行星、流星体、彗星四种天体图示；星云是由气体
8、和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要由氢物质组成的；行星是在椭圆轨道上环绕太阳运行的、近似球形的天体，这的质量比太阳小、本身不发光；流星体是行星际空间的尘粒和固体小块，数量多；彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较不的天体，呈云雾状的独特外貌。（2） 说明宇宙是由物质组成的。2 教材 P3 天体系统分析此图回答下列问题：（1）人类在描述天体之间的距离时，通常采用的计量单位有哪些？（2）试准确描述地球在宇宙中的位置。方法：在地球上描述物体之间的距离通常用千米作为计，而在描述天体之间的距离时，通常用的计量单位有光年（光在一年中所传播的距离）和天文单位（日地平均距离，计 1.5亿千米） 。认识地球
9、在宇宙中所处的位置，有助于全面认识地球上出现的一些地理现象，并找出这些现象形成的客观的、正确的原因。宇宙虽然无边无际，处在不停的运动和发展之中，但是有规律可循的。搞清天体系统的形成和层次，可以帮助我们认和描述地球所处的位置。图 1.2 体现了宇宙是按一定层次和结构组成的有序的物质世界。四幅小图分别代表不同级别的天体系统，逐层展示了它们之间的隶属关系。可按下列步骤进行读图：（I）利用天体系统层次图找出地球的位置;(2)将图 1.2 转换为图 1.3，或自行设计天体系统层次图，以多种方式表示地球的位置；（3)用文字（或语言）描述不同宇宙空间尺度中地球所处的位置。描述层次妥清晰。如：可按地月系一太阳
10、系一银河系一总星系的空间尺度顺序描述。也可用自己擅长的其他方式表达。答案：（1）通常采用光年作为计量单位，一光年就是光在一年中走过的距离，即一光年等于 94605 亿千米。 （2）地球处于地月系的中心，太阳系的八大行星之一。典例精析例题 1 读天体系统示意图，回答下列问题：（1）图中天体形成天体系统的原因是 。（2）图中天体系统共有 级，其中比太阳所在的高一级天体系统是 。（3）哈雷彗星所属天体系统是 图。解析：解题时可根据图中提示的天体系统和常见天体来判断，图中的天体系统名称为：总星系，银河系，太阳系，地月系。然后可依次回答各题。答案：（）相互吸引 相互绕转（）四 银河系（或河外星系） （）
11、例题、关于河外星系的说法，正确的是（ ）A是距离地球最近的天体系统B是目前人类观测到的最高级别的天体系统C是分布在银河系外围的天体系统D是不包含地球的天体系统解析：本题考查关于天体系统的基础知识，属于概念的辨析。做好该题的关健是了解天体系统的层次。目前，天体系统的最高级别是总星系，它是银河系和现阶段所能观测到的河外星系的总称。从此概念中我们不难看出，银河系和河外星系是两个并列的同等级的天体系统。据估计，像银河系那样的河外星系在宇宙中数以亿计，其中离我们最远的约为 150一 200 亿光年，它们并不是围绕着银河系运动，银河系也绝不是宇宙的中心。在银河系中，还有很多不同级别的天体系统，它们远比河外
12、星系距地球近，故正确答案为 D。答案：D拓展探究（一） 、正确理解和区分基本概念1、恒星并不恒定：恒星看上不动是因为它们离地球实在太远了，以最近的恒星半人马座比邻星为例，离我们有 43 万亿千米，即使它以 70 千米/秒的高速度运动，至少要 200 年才会移动月亮直径那么大一段距离。北斗七星在 10 万年以前和现在以及 10 万年以后都有很大的变化，10 万年变化才动这么一点，所以我们看不出北斗七星的位置变化。恒星在天上运动，各有各的方向，有的离地球远去，而且快慢速度也不相同。如猎户座的“参宿七”这个星，以 21 千米/秒的速度飞离地球。这说明恒星不动是相对，而运动是绝对的。2、恒星与行星的区
13、别：一般我们提到的行星，都泛指太阳系内的八大行星。恒星比行星大很多，就好比太阳和地球比。具体见下表：恒星 行星质量 大 小是否发光 会自己发光 不会发光星光视觉 闪烁 明亮天空中的位置 比较稳定，几乎不动 绕着恒星公转（二） 、如何判断是不是天体？流星体和流星现象的关系是相互联系，又有区别，可以用下图来分析：根据上图可以看出，流星体位于星际空间之中，属于天体；而陨星是流星体坠落到地面的残体，不属于天体。（三）怎样利用星空图观察星座可以下图九月星空图来说明：星图上一般都会标有方向、默认是上北下南，左东右西。看的时候把星图举过头顶，使星图上的方向与实际方向对应，首先可以根据亮度较大或位置特殊的恒星
14、（如天狼星、北极星）或者是几个恒星特征的排列形式（如北斗、南斗、猎户座的七颗星等）确定星图上的星与实际星空的对应关系，然后就能根据星图辫认星座了。先找到星座中最亮的几颗星，然后根据星图中星的相对位置认识整个星座。二、太阳系中一颗普通的行星思维点拔二、太阳系中一颗普通的行星1八大行星：根据距离太阳距离，由近及远的顺序：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。3 八大行星的运动特征和结构特征（1）运动特征：运动方向-同向性公转轨道-近圆性公转平面-共面性(2）结构特征：图表导读1图 14（P4）：太阳模式图分析此图回答下列问题：太阳系周围有几颗行星，它们由近及远的排列分别是什么？方法：
15、 分析这是一幅太阳系特写图，与图 1.1、图 1.2 一起，由远及近地表述了地球在宇宙中的准确位里，具有承上启下的作用。该图形象地反映了哥白尼“日心说”的宇宙体系。答案：目前已知太阳系有八大行星，按照距离太阳由近及远，依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。典例精析例题 1、读“太阳系模式图” ，回答下列各题：(1)在图中填绘：小行星带两侧的两颗行星的名称 哈雷彗星在 A、B 两处彗尾伸展情况（方向和长短） 。(2)按行星的分类，A 为 行星，C 为 行星。(3)九大行星中卫星数目最多的是 ，距地球最近的是 ，体积最大的是 ，自转周期为 23 小时 56 分，公转周期 1
16、年的是 (4)九大行星绕日公转方向是，它们公转轨道具有 特点，使地球处于一种比较安全的宇宙环境中。解析：九大行星从内到外依次是：水、金、地、火、木、土、天、海、冥。彗尾的形成是由于太阳辐射和太阳风的压迫，其方向背离太阳，且距太阳越近越长，越远越短甚至消失。九大行星共分为三类：类地行星、巨行星和远日行星。九大行星绕日公转时由于方向的一致性和轨道的共面性，各行其道、互不干扰，使地球处于一种安全的宇宙环境之中。答案：（1）小行星内侧是火星，外侧是木星彗尾都背向太阳，B 处彗尾更长(2)类地 巨(3)土星 金星 木星 地球(4)自西向东（逆时针）几乎在同一平面上（共面性） 。例题 2、阅读相关资料完成
17、下列问题。天体 距离（天文单位） 赤道直 径 质量 轨道半 径轨道倾角（度） 偏心率公转周期（年）自转周期（天）水星 039 0382 006 038 7 0206 0241 586金星 072 0949 082 072 34 0007 0615 243地球 1 1 1 1 0 0017 1 1火星 15 053 011 152 19 0093 188 103木星 52 112 318 52 13 0048 1186 0414土星 95 941 95 954 25 0056 2946 0426天王星 192 398 146 1922 08 0046 8401 0718海王星 301 381 1
18、72 3006 18 0008 16479 0671冥王星* 395 024 00017 395 171 0256 2485 65注：偏心率是焦点到椭圆中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状。如果偏心率等于零，轨道就是圆。（1）.从表格中提供的轨道倾角和偏心率数据，总结各行星的运动特征。（2）.请运用已学知识，分析金星和火星是否有极昼极夜现象，若有请说出它们的范围？（3）.请分别阐述金星和火星是否存在四季现象，为什么？（4）.分析材料，简述冥王星失去“行星”地位的原因。1772 年，德国天文学家波德在提 丢斯（德国物理学家）的理 论基础上， 总结了一条关于太阳系行星距离的定则。其内容是取
19、 0、3、6、12、24、48.这样一组数，每个数字加上 4 再除以 10，就是各个行星到太阳距离的近似值（天文单位）。在那时已为人所知的 4 行星用定则来计算会得出惊人的发现：（5）.用提丢斯-波德定则分别推算出木星、土星和天王星与太阳的理论距离。太阳系中部分行星的距日实际距离：（6）.把计算结果和上表中各行星与太阳实际距离数据进行比较分析，你有什么发现？请建立一个假设来说明你的发现。 （提示：在火星和木星之间有一个小行星带）解析：第（1）4 题解答根据材料提供的数据与地球运动比较即可解答。第（5）大题为材料给予题，主要让学生通过对材料的阅读理解分析解答相关问题。该题直接用材料中的公式计算即
20、可。木星（24+4）/10；土星（48+4）/10；天王星（96+4）/10。第（6）题中木星距日实际距离为 5.203、土星星距日实际距离为 6.539、天王星距日实际距离为19.182。与我们第 5 题的计算结果对比差距较大，但我们再仔细分析观察发现平移一位数据就基本吻合了，再结合提示：在火星和木星之间有一个小行星带，可以发现土星和木星之间原来应该有一颗大行星。答案：（1）.轨道倾角除冥王星超过 17外，其余行星轨道倾角都很小，说明各行星绕日公转轨道面，几乎在同一平面上；大多数行星公转轨道椭圆的偏心率不超过 0.1，只有冥行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星与日距离（天文单位）
21、 0.378 0.723 1.000 1.524 5.203 9.539 19.182行星 定则推算数据 实际距离 水星 （0+4） /10=0.4 天文单位 0.378 金星 （3+4） /10=0.7 天文单位 0.723 地球 （6+4） /10=1.0 天文单位 1.000 火星 （12+4）/10=1.6 天文单位 1.524王星和水星稍大，说明各行星绕日公转轨道接近于圆。 （2）.金星无，火星有。火星极昼极夜的范围是 6601-90。 （3）.金星没有四季现象，是因为其自转周期时间较公转周期的时间还长，且黄赤交角只有 3。火星有，因为其黄赤交角与地球相近（2359） ；由于火星公转
22、周期为地球的 2 倍，所以，其四季更替时间是地球的 2 倍。 （4）.各行星中，轨道倾角最大的是冥王星，超过 17 ，它们的体积和质量明显小于其它八大行星；冥王星的公转轨道的形状是较扁的椭圆，明显不同于其它八大行星；冥王星赤道直径是最小的，质量和体积也是最小的。 （5）.木星 2.8（天文单位） ，土星 5.2（天文单位） ，天王星10.0（天文单位） （6）.如果把木星、土星和天王星的位置依次向外顺延一个位次，即木星 48、土星 96、天王星 192，则三颗行星用提丢斯-波德定则推算出的距日理论距离和实际距离基本吻合。由此可以假设土星和木星之间原来有一颗大行星。由于某种外力导致该行星破裂，形成众多的小行星。 （假设只要符合逻辑即为合理）拓展探究利用图表结合识记八大行星位置和特征：三、存在生命的行星思维点拔1地球存在生命的自身条件：
