1、地球在宇宙中教学设计教学目标1、知道科学宇宙的概念、明白宇宙的物质性和运动性。2、掌握天体和天体系统的概念。3、了解地球的普通性和特殊性，树立只有一个地球的思想。4、树立正确的宇宙观、培养辩证唯物主义思想方法。重点、难点1、宇宙处于有序状态之中，是有层次和结构的物质世界。2、天体和天体系统的概念，天体系统的层次，天、地、人系统。3、地球的特殊性和普通性。教学过程导入：上节课我们学习了绪论，知道了地理学是研究地理环境以及人地关系的科学。地理环境包括自然环境和人文环境，必修一主要学习人类所处的自然地理环境。目录：地球所处的自然环境包括宇宙环境(第一单元)、大气环境(2.1)、水环境(2.2)、地质
2、环境(2.3)。各个环境相互影响、相互渗透，共同组成了自然地理环境这一整体(第三单元整体性与区域性)，这种自然地理环境影响着人类的各种行为活动(第四单元)。首先我们先学习一下地球所处的宇宙环境。第一单元遵从：宇宙太阳系地球，这一顺序，学习了人类社会所处的宇宙环境。第一节 地球在宇宙中问题关于宇宙您了解多少(随便说)？宇宙一词最早出现在战国时代的尸子一书：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”即宇宙是时间与空间的总和。千百年来，科学家们一直都在探寻宇宙的奥秘。一、宇宙：随着人类社会的发展及科技水平的提高，我们对于宇宙的认识也在逐渐地深入。古老的宇宙观地是一块平板，天是一个盖子，(天圆地方)天圆如张盖，
3、地阔如圆盘。公元2世纪托勒密(地心说)：宇宙是一个有限的球体，地球外于中心，在这之外还存在很多个天层，月球天处于最内层，而恒星天处于最外层。它无法解释木星和土星的回旋。16世纪哥白尼：日心说：太阳是宇宙的中心，地球在自转的同时绕太阳公转。18世纪天文学家引入星系一词，其实是指宇宙。20世纪以来，大型天文望远镜的利用，以及空间技术的发展，人类已经认识到了上百亿光年的时空区域。关于对宇宙的认识，建议：如果有时间，读一本书霍金的时间简史地球宇宙环境的特点：(1)物质性：对于宇宙中物质存在的形式，我们称之为天体，仰望夜空，我们会发现形态多种多样的天体：问题会看到哪些天体(随便说)？这些天体在其物质组成
4、，大小，质量，温度等各方面都存在很大的不同。观察图111中的天体：A猎户座星云是一块巨大的暗星云中的一部分，这里不断诞生着新星球。猎户座上这块美丽的星云，为我们揭开恒星诞生的奥秘提供了宝贵的观测资料。蟹状星云：这是一个超新星的遗迹，好像是一只螃蟹，所以，我们就叫他蟹状星云。它是900年前一颗超新星爆发之后遗留下来的星云物质。在星云的边缘，我们可以看见一些集中的绿色的、红色的和黄色的细丝，这些东西都是在当时的超新星爆发中被喷射出来的。宋会要中记载：“至和元年(公元年)五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日”。这是关于一颗超新星的记载，它的残骸，就是我们现在看到的蟹状星
5、云。B太阳：C土星：距离太阳的第六行星，有美丽的光环，是最美的天体之一，土星的平均密度是九大行星中密度最小的，是太阳系唯一比水轻的行星.在太阳系九大行星中，土星的大小和质量仅次于木星，占第二位。土星环是由无数个小卫星构成的物质系统。它的体积是地球的745倍，质量是地球的95.18倍。D卫星：卫星是围绕行星运行的天体，月亮就是地球的卫星。卫星反射太阳光，但除了月球以外，其它卫星的反射光都非常微弱。卫星在大小和质量方面相差悬殊，它们的运动特性也很不一致。太阳系中，除了水星和金星以外，其它的行星各自都有数目不等的卫星。E彗星：1997年能用肉眼观测到的彗星，称为“世纪彗星”。哈雷彗星以英国天文学家哈
6、雷命名。周期为76年。拖着一条长尾巴在满太阳系横穿的彗星从来就是地球的一大威胁。1910年哈雷彗星回归时，曾有预言说它将和地球相撞，造成许多受不了极度恐惧的人先行自杀。直到5月21日，地球安然通过了哈雷彗星稀薄的彗尾，世界才透过一口气来。彗木相撞，1994年7月17日至22日的“苏梅克列维9号”彗星撞击木星事件。彗星撞地球F流星：运行于星际间的尘埃颗粒和固体小块称为流星体，如果闯入地球大气，与大气摩擦，产生大量热，从而使尘埃颗粒气化。在该过程中发光而产生的光迹划过长空，称为流星现象。未燃尽落到地球上的残骸称为陨星。狮子座流星雨：最壮观的流得雨，1966年11月17日美国西部都能看到辉煌无比的狮
7、子座流星雨流星雨，每个时的流星数超过10万甚至达到14万，持续时间为4小时。2001.11.17夜23点2001.11.18晨5点：最多一小时1000多颗，每分钟40颗。(2)运动性：宇宙处于不断的运动和发展中，具体表现在天体之间相互吸引、相互绕转，形成天体系统。 观察图1-1-2 各种天体系统。地月系：月球绕地球公转，构成地月系。太阳系：由中心天体太阳(占太阳系总质量的99.86%)、行星、小行星、彗星、流星体及行星际物质组成。口诀：水晶球，火烧木变土，天海边。小行星带位置：火烧木生成的灰尘。银河系：银河系是太阳所属的一个庞大的恒星集团，约包括2000多亿颗恒星。这种恒星集团叫星系。银河系中
8、大部分恒星分布成扁平的盘状。盘的直径为8万光年。盘的中心有一球状隆起，称为核球。盘的外部由几条旋臂构成。太阳位于其中一条旋臂上，就其光度，质量和位置讲，都只是银河系中一个极普通的成员。并非天穹上一切发光体都是银河系的一部分。实际上，天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙结构中的一个层次，从宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的层次。总星系：目前我们所观测到的所有的星系的总和，即为总星
9、系。它是目前我们所观测到的宇宙的范围。以上这些天体系统是不同级别的天体系统：地月系太阳系银河系总星系二、宇宙中的地球：1、地球是一颗普通的行星： (九大行星分类：类地，巨、远日)；金星离地球最近。表1-1-2对比九大行星数据：图11-3 地球所处的位置从质量、体积、平均密度、公转与自转周期等各方面，地球没有一项是最大值或最小值，这说明地球仅仅是太阳系中一颗最普通不过的一颗行星。2、地球又是一颗特殊的行星。问题为什么？因为地球是目前我们已知的唯一存在生物，特点是存在高级智慧生物的天体。问题为什么地球上会存在生命？原因：(1)地球所处的宇宙环境来说：地球处于一种相对安全的宇宙环境。例：A、九大行星
10、公转的同向性、同面性、及公转轨道的近圆性。B 太阳光照条件的稳定性。从地球产生到地球上有生物，几十亿年期间，太阳没有明显的变化，地球所处的光照条件一直较稳定，生命演化没有中断。(2)地球自身的物质条件：例：A 日地距离适中，形成了适宜的温度：日地距离适中，地球表面平均温度15度，适合生物的生存。(扩展：地球自转速度适中，大气层的保温效应)B 地球质量与体积适中，使地球有了适合的大气条件。C 原始海洋的形成 ：使生命的出现成为可能。案例研究：火星上是否存在生命阅读课本P910材料，思考：(1)你认为哪些条件可以作为火星上曾经有生命存在的证据？(2)与地球相比，火星上的哪些因素不适合人类生存？(3
11、)搜集 “勇气号”和“机遇号”火星探测进展的资料，制作一张资料卡片。活动8野外生存技能在晴朗的夜晚找到北极星温馨提示以56个同学为一组，制定课本P3“课题1”周密的观察计划。计划至少要包括小组成员、确定的观察目标、设计观察记录表和明确责任分工。备课资料黑洞 “黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，实际上是一种天体，不过这种天体引力场异常强大，甚至连光也逃逸不出来。那么，黑洞是怎样形成的呢？ 关于黑洞的成因众说纷纭，其中当前比较认同的一种假说认为，黑洞是由恒星演化而来的。当一颗恒星衰老时，核聚变反应几乎耗尽了中心的燃料(氢)，由中心产生的能量已经不多了。这样，
12、它再也没有足够的力量承担起外壳巨大的重量。于是在重大压力之下，恒星的核心开始坍缩，直到最后演化成一颗体积小、密度大的星体，重新有能力与压力相平衡。质量小的恒星往往演化成白矮星，质量比较大的恒星便成为中子星。根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，它将再没有什么能力与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩，巨大的引力会使得即使光也无法向外射出，从此也切断了恒星与外界的一切联系“黑洞”诞生了。 与其他天体相比，黑洞显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”。人们无法直接观察到它，连科学家也只能对它的内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是一弯曲
13、的空间。我们知道，光是沿直线传播的。但是根据广义相对论，空间会在引力场作用下发生弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但其运动轨迹已经不再是直线，而是曲线。形象地讲，光本来是走直线的，是强大的引力迫使它偏离了原来的方向。 更有趣的是，有些恒星发出的光本来没有朝着地球，有时也会在黑洞强引力折射下到达地球，这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，同时还看到它的侧面、甚至后背！ “黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性，也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。巩固练习夯基达标1.下面是“天体系统示意图”，判断有关该图说法正确的是( )A.该图
14、所示天体系统共有4级B.图示天体系统中最高一级是银河系C.我国发射的“神六”飞船已经飞出图示最低一级天体系统D.图示天体系统是我们目前能够观测的宇宙部分解析：利用示意图考查天体系统的层次。从图中可知有银河系、太阳系、地月系三级天体系统，目前我们能够观测到的最高层次的天体系统是总星系；“神六”飞船是绕地飞行，在地月系范围之内。答案：B2.天体系统由小到大的顺序，正确的是( )A.太阳系银河系地月系总星系B.银河系河外星系太阳系总星系C.地月系太阳系银河系总星系D.地月系银河系总星系河外星系解析：天体系统是有层次的，其组成可用网络图表示为：其中银河系和河外星系属于宏观天体系统，太阳系和地月系属于小
15、尺度天体系统。答案：C3.关于UFO现象，正确的观点是( )A.UFO是地外文明的飞行器B.UFO是军事大国用于侦察情报的飞行器C.UFO是一种自然现象，如云彩、冰块或人造飞行器的残骸D.UFO是一种不明飞行物，可能是自然现象，也可能是人为现象，也不排除是地外文明的飞行器解析：UFO现象近年来报道较多，所有的报道都是猜测，而无科学定论。答案：D4.下列天体中，距离地球最近的行星是( )A.太阳 B.金星 C.月球 D.土星解析：距离地球最近的自然球状天体是月球；最近的恒星是太阳；最近的行星是金星。答案：B5.八大行星中，距太阳越近则( )A.质量越小 B.公转速度越快C.自转周期越长 D.表面
16、平均温度越低解析：在八大行星中，公转周期以水星最短，为87.9天；自转周期又以木星最短，为9时50分，金星最长，为243天；体积和质量以木星最大；平均密度以地球最大，土星最小。答案：B读“太阳系局部图”，C为小行星带，完成610题。6.图中共有_类天体( )A.2 B.3 C.4 D.57.图中共有_级天体系统( )A.1 B.2 C.3 D.48.行星A是( )A.金星 B.地球 C.火星 D.木星9.行星A、B和彗星三者中公转方向相同的是( )A.行星A和彗星 B.行星B和彗星C.行星A和行星B D.三者相同10.若小强在8岁时观测到哈雷彗星，则下一次看到该彗星时，他_岁了( )A.76
17、B.84 C.86 D.100解析：本组题主要考查天体及天体系统的相关知识。图中的太阳属于恒星，A、B、C三者属于行星，加上哈雷彗星，共有3类天体；A(火星)、B(木星)由于自身有卫星，构成太阳系中的初级天体系统，在太阳系中，八大行星绕日公转方向为自西向东，哈雷彗星绕日公转方向为自东向西，其公转周期为76年。答案：6.B 7.B 8.C 9.C 10.B11.下列各项中，可构成天体系统的是( )A.地球和太阳 B.北斗七星C.地球和月球 D.大熊座诸恒星解析：天体之间相互吸引和相互绕转而形成天体系统。太阳系中的成员不仅仅只有地球；北斗七星的每颗恒星间相距遥远，大熊星座也是一样。答案：C12.
18、下列关于金星的叙述，正确的是( )A.位于地球和火星之间 B.卫星数目比土星多C.自身能发光 D.表面平均温度比地球高解析：太阳系中，土星是八大行星中卫星最多的。行星自身不发光。金星表面有浓密的大气，保温作用强，又离太阳的距离比地球近，因此表面平均温度比地球高。答案：D 2004年元月，“勇气”号和“机遇”号火星车先后在火星上登陆，2006年，火星车还在向地球传送火星信息。读下表相关资料，完成1314题。质量(地球为1)体积(地球为1)大气密度(地球为1)大气主要成分地球1.001.001.00N2、O2火星0.110.150.01CO2表面平均温度()自转周期公转周期赤道面与轨道面之间的交角
19、地球2223时56分1年2326火星-2324时37分1.9年235913.人类研究火星的有利条件有( )A.火星是距离地球最近的天体B.火星的大气成分与地球相似C.火星的运动特征与地球相似D.火星质量、体积等自身条件与地球相近14.火星表面温度比地球表面低得多，其主要原因是( )距日远，太阳辐射能少 大气对太阳辐射的削弱作用强 大气密度小，空气稀薄 昼夜更替周期长A. B. C. D.解析：从表中资料分析，火星的大气密度比地球小得多，成分以CO2为主，与地球差别较大。月球是距地球最近的自然天体。火星质量、体积等自身条件与地球差别较大。火星表面温度低的原因主要是距日远，得到的太阳辐射少，大气密
20、度小，空气稀薄，大气对火星表面的保温作用小。答案：13.C 14.D 太平洋时间2005年7月3日22时(北京时间4日13时52分)，在完成一系列高难度动作之后，美国宇航局(NASA)“深度撞击”号探测器释放的撞击器成功击中目标坦普尔1号彗星的彗核表面，在太空中绽放出美丽的焰火，完成了人造航天器和彗星的“第一次亲密接触”，开创了人类航天新纪元。据此完成1516题。15.下列示意图能说明坦普尔1号彗星特性的是( )解析：由于受太阳风的推斥，彗尾的方向是背向太阳的，四幅图中B图最合适。答案：B16.“深度撞击”的目的不可能是( )A.揭开太阳系起源之谜 B.获取宇宙矿产资源C.航天技术的一次检阅
21、D.激发人们科学探索的热情解析：人造航天器撞击彗星主要是为了科学研究，可以为揭开太阳系起源之谜提供依据，也是航天技术的一次检阅，当然也激发人们探索科学的热情。但不是直接在彗星上寻找矿产资源。答案：B17.读“太阳系的模式图”，完成下列问题。(1)图中C是_星，按照太阳系中八大行星的物理性质分类，它属于_行星。(2)图中沿扁长轨道运行的著名彗星，其公转周期是76年，该彗星是_。它在公转轨道上距太阳越近，彗尾越_(长或短)。(3)小行星带位于_星轨道和_星轨道之间。(4)八大行星绕日公转的共同特征是_、共面性、近圆性。(5)地球的宇宙环境和地理环境的特点与生命物质存在条件关系对应正确的是( )地球
22、磁场 a.地球表面存在大气层地球的质量与体积 b.削弱到达地表的紫外线地球与太阳的距离 c.水经常能处于液体状态地球大气中的臭氧层d.削弱宇宙射线对生命的伤害A.d，a，c，bB.c，a，b，dC.b，c，d，aD.a，b，c，d解析：解答本题要求熟记太阳系中八大行星名称和位置，哈雷彗星的公转方向，以及八大行星结构特征与分类等。第(1)题，按照距日远近、质量、体积等物理性质，将八大行星分为类地行星、巨行星、远日行星三类。图中C星为天王星，属于远日行星。第(2)题，哈雷彗星的公转周期为76年。离太阳越近，彗星受到的太阳光照越强，升华的冰物质越多，受到太阳风的吹动越大，彗尾会越长。第(3)题，小行
23、星带位于火、木轨道之间。第(4)题，八大行星的运动特征是同向性、共面性、近圆性。第(5)题，依据地球生命存在的条件思考。答案：(1)天王 远日(2)哈雷彗星 长(3)火 木(4)同向性(5)A18.读“太阳系示意图”，并分析下列的太阳系中部分行星的有关资料，完成下列问题。与日平均距离(百万千米)质量(地球为1)体积(地球为1)大气密度(地球为1)大气主要水分表面平均温度()自转周期公转周期地球149.61.001.001.00N2、O22223时56分1年火星227.90.110.1500.01CO2-2324时37分1.9年(1)从太阳系示意图分析，地球具有与其他7颗大行星共同_的运动特征；
24、从上述资料分析，地球又与水星、金星、火星等距离太阳较近的行星一样，在_、_物质构成等方面具有共同特征。所以说，地球是太阳系中一颗普通的行星。(2)从上述资料分析，地球因与太阳距离_，所以表面温度介于_，这是地球上孕育生命的重要条件之一；而太阳系中除地球以外的行星，就不具备这样的条件，所以说，地球又是太阳系中一颗特殊的行星。(3)人类正设法探寻太空生命。如果某颗星球上存在生命，那么，这颗星球所处的天体系统中必须具有( )A.恒星、行星和卫星B.恒星和行星C.行星和卫星D.太阳系中的所有天体这颗星球必须具有(多选题)( )A.足够大的体积和质量B.与所绕转的恒星之间有适宜的距离C.与地球完全相同的
25、各种化学元素D.大致与地球相似的地质历史过程(4)有人认为火星上曾存在生命，但是由于其_较小，它的表面引力也较小。可以想象，火星上因_不如地球上厚，生命缺乏足够的保护和新陈代谢所需的物质。因此，即使火星上曾经有过生命，也难于发展成更高级的生命。解析：这道试题在考查对“地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星”理解的同时，也检查阅读太阳系示意图和分析有关资料的能力。这道题的设计，是要求通过地球与太阳系中其他7颗大行星的运动特征、物质结构、表面物理特性等的比较，找出它们之间的共性，归纳出地球是太阳系中一颗普通的行星这一结论。通过比较，发现地球与太阳系中其他行星有相似性，但也有特殊性。特殊性就是存在高级
26、生命。从地理学角度分析地球上生命形成和发展的基本条件如下：答案：(1)绕日公转 平均密度 大气主要成分(2)适中 0100 (3)B ABD(4)质量 大气层走进高考19.(经典回放)在20世纪末，多国天文学家通过国际性的合作研究，观测并测量出某一遥远的旋涡星系，该星系与地球的距离为( )A.140多亿个天文单位 B.140多亿年C.140多亿千米 D.140多亿光年解析：解答此题可用分析排除法。光年，指光在一年中行走的距离。光年一般是用来量度很大的距离，如太阳系跟另一恒星的距离。天文单位是天文学上的一种距离单位，即以地球到太阳的平均距离为一个天文单位。一天文单位约等于1.496亿千米。根据题
27、意，可排除A、B、C三项。答案：D20.(经典回放)依据所给材料，完成下列问题。 2005年3月，有两颗小行星分别被国际天文组织命名为“杨利伟星”和“神舟星”，以表彰中国在人类对宇宙的探索中所作出的突出贡献。(1)“杨利伟星”和“神舟星”位于下列的哪一级天体系统( )A.河外星系 B.太阳系 C.地月系 D.北斗星(2)如下图是“神舟星小行星的轨道示意图”，据此完成下列问题。位于地球运行轨道内的行星还有_星和_星。“神舟星”轨道内外侧相邻的行星A是_星，B是_星。此图包含_级天体系统，中心天体是_，与地球之间平均距离约是_千米。解析：第(1)题，“杨利伟星”“神舟星”是国际天文组织命名的两颗小
28、行星，属于小行星带。第(2)题，小行星带位于火星与木星轨道之间，而太阳系中八大行星的排列距太阳由近到远顺序为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。该天体系统是太阳系，包含地月系及其他行星系，中心天体是太阳，该系统是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和星际物质构成。日地平均距离约是1.5亿千米。答案：(1)B(2)水 金 火 木 两 太阳 1.5亿21.(2007山东青岛高三模拟，1213)当前各国新一轮空间竞赛正向深空拓展，被称为“袖珍地球”的火星正成为新一轮空间竞争的焦点。由于各国在空间探测中一般遵循“谁先占有，谁先开发，谁先受益”的原则，多位专家预言，在未来几个世纪
29、内，各发达国家将在火星开发中掀起一场新的“圈地运动”。分析下表，完成下列问题。行星质量(地球为1)体积(地球为1)平均密度(gcm3)公转周期自转周期四季更替地球1.001.005.521年23时56分有火星0.110.153.961.9年24时37分有(1)在下述条件中火星与地球最接近的是( )A.重力加速度大小 B.公转周期长短C.表面温度高低 D.昼夜交替周期长短(2)人类高空探测对火星情有独钟的原因是( )A.有生命存在B.是距地球最近的行星C.有昼夜交替D.是八大行星中与地球自然环境最相近的行星解析：第(1)题，依据表中数据可知：地球自转周期与火星接近，其昼夜交替周期最接近。第(2)题，火星无生命存在；距地球最近的行星是金星；八大行星都有昼夜交替。答案：(1)D (2)D