資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第1節 人類對宇宙的探索（第1課時）
核心概念聚焦
1.從古到今，人們在對宇宙探索的歷程中，形成了多種宇宙觀。下列關于宇宙的說法正確的
是（　　）
A.地球就是宇宙的中心 B.宇宙是天圓地方的
C.宇宙中有眾多像太陽一樣的恒星 D.太陽就是宇宙的中心
2.下列關于宇宙的認識正確的是（　　）
A.自16世紀后，哥白尼創立了“地心說”，牛頓創立了萬有引力理論
B.恒星的位置是固定不變的，太陽是銀河系中數以千億計恒星中的一顆普通的恒星
C.“譜線紅移”現象說明星系在離我們越來越近
D.我們認識到，宇宙是一個有層次的天體結構系統
3.哈勃對星系光譜的研究發現星系運動的特點，下列說法正確的是(　　)
A.哈勃發現所有恒星的光譜線都紅移，并且紅移量與距離成正比
B.哈勃發現所有恒星的光譜線都紅移，并且紅移量與距離成反比
C.有的星系在遠離我們，有的星系在靠近我們 D.星系越遠，遠離速度越小
4.發現宇宙“膨脹”的星系運動證據的科學家是（　　）
A.伽利略 B.哥白尼 C.托勒密 D.哈勃
5.大爆炸宇宙論認為宇宙處于不斷地膨脹之中，所有的星系都在遠離我們而去，星系離我們
越遠，它的退行速度越快。若在我們所在的星系1觀測，下圖能類比宇宙膨脹的是(箭頭
方向和長短分別表示運動方向和快慢) (　 　)
6.下列關于宇宙起源的說法:①宇宙誕生于距今約138億年前的一次大爆炸；②大爆炸是整
體的，涉及宇宙的全部物質、時間及空間；③大爆炸導致宇宙空間處處膨脹，溫度則相
應下降；④宇宙溫度下降至一定程度,逐步形成超星系團、星系團、星系及恒星、行星等。
其中符合當今大多數宇宙科學家認定的是（ ）
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
7.關于宇宙的奧秘，下列說法中不正確的是（ ）
A.愛因斯坦建構了靜態宇宙模型，認為宇宙是無限沒有邊界的
B.美國科學家哈勃提出所有河外星系正在離開我們銀河系系而去
C.物理學家伽莫夫提出，宇宙起源于一次“大爆炸”
D.弗里德曼建構了動態宇宙模型，認為宇宙均勻膨脹或收縮
8.天文觀測表明，幾乎所有遠處的星體(或星系)都在以各自的速度背離我們而運動，離我們
越遠的星體，退行速度越大；即宇宙在膨脹，不同星體的退行速度v和它們離我們的距
離d成正比，即v＝Hd，式中H為一常量，稱為哈勃常數。科學家由此提出了　 論：
認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的，距今已有138億年，大爆炸后各星體即以
不同的速度向外勻速運動。最近的測量發現哈勃常數在變大，這說明宇宙在　 （填
“加速”“勻速”或“減速”）膨脹。
核心素養提升
9.科學家對1994年夏發生的彗星撞擊木星的天文現象進行了準確的預報和大量的觀察研究，
這一事實表明（ ）
A.宇宙膨脹理論是錯誤的 B.人類已能預測一切自然現象
C.人類對宇宙的認識正在不斷深化 D.人類對宇宙的認識是有止境的
10.如圖所示為大爆炸宇宙模型半徑、溫度、時間之間的關系。從圖中你可以看出(　　)
①隨著宇宙半徑的增大，宇宙溫度在降低
②隨著宇宙半徑的增大，宇宙溫度在升高
③宇宙在不斷收縮
④宇宙在不斷膨脹
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
11.如果在氣球表面點上幾個小圓點代表星系，用打氣筒給氣球充氣，氣球上的小圓點之間
的距離會發生變化。如果這些小圓點代表宇宙中的星系，可以證明（　　）
①星系間的距離在不斷擴大 ②地球是宇宙的中心
③如果時間倒退，宇宙中的星系會聚在一起 ④星系以不同的速度遠離地球
A.①④ B.①③ C.①③④ D.①②③④
12.隨著科技的進步，霍金提出的黑洞理論和宇宙無邊界的設想，正
逐步得到證實。如圖a、b、c、d四點分別表示處女座、大熊座、
牧夫座和長蛇座四大星系離銀河系的距離與它們的運動速度之間
的關系。由圖可知：星系離我們越遠，運動的速度　 ；
可推知宇宙處在　 　之中。
創新素養應用
13.某科學興趣小組根據美國天文學家哈勃的發現，采用 橡皮筋建立星系運動模型探究星系
運動的特點，實驗步驟如下：
步驟一：用紅墨水在淺色橡皮筋上依次點上等距離的三點A，B，C，如圖甲所示，使
L1＝L2＝1厘米；
步驟二：拉住橡皮筋的兩頭向兩邊拉長，如圖乙所示，使L′1＝L′2＝2厘米；
步驟三：繼續拉長橡皮筋使L″1＝L″2＝3厘米……
（1）如果以A點為參照物，圖丙中，s表示運動距離，t表示運動時間，那么射線 表
示vc(C點的運動速度)。
（2）如果以A點表示我們居住的地球，B點和C點分別表示與地球相距較近和較遠的星
系，那么可以得出什么定性結論？ 。
（3）星系離我們的距離與它的退行速度之間有怎樣的定量關系？ 。
（4）該實驗結果支持的宇宙起源理論是 。
參考答案
核心概念聚焦
1.C 2.D 3.A 4.D 5.A 6.D 7.A 8.宇宙大爆炸 加速
核心素養提升
9.C 10.B 11.B 12、越快（越大、變大、變快）；膨脹
創新素養應用
13.(1)①　
(2)所有的星系都在遠離我們而去;星系離我們越遠,它的退行速度越快;星系間的距離在不斷地擴大。
(3)不同星系的退行速度跟它們離我們的距離成正比。
(4)大爆炸宇宙論
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第3節 人類對宇宙的探索
（第1課時）
浙教版 七年級上
創設情境
2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講，航天員為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課，并通過視頻與地面課堂師生進行實時互動交流。“天宮課堂”對于培養青少年科學精神、激發探索浩瀚宇宙的興趣具有獨特優勢。
人類為什么孜孜不倦地探索宇宙？探索宇宙有哪些發現？
探究實踐
關于宇宙和我們賴以生存的地球，從古到今，人們的認識經歷了根本性的變革。那么，我們對宇宙的認識是如何改變的？
地球沒有明顯的獨特地位
地球是宇宙的中心
地球曾被人們認為是宇宙中獨一無二的天體，是宇宙的中心。
地球位于太陽系內，太陽系位于銀河系比較邊緣的一個普通的位置。
探究實踐
我國戰國時期的蓋天說認為，天圓如張蓋，地方如棋盤。
敕勒歌
敕勒川，陰山下。
天似穹廬，籠蓋四野。
天蒼蒼，野茫茫。
風吹草低見牛羊。
蓋天說“天圓地方”
蓋天說這種宇宙觀，雖然已經擺脫神話的影響，但遠沒有揭示字宙的本質。
人類對宇宙的認識是不斷發展的。
到秦漢時期，人們初步認識了太陽、月球和5顆行星的基本運動規律,并能推算天象的發生。
探究實踐
公元2世紀，希臘天文學家托勒密在亞里士多德等前人對宇宙的認識的基礎上，進一步完善了地球中心學說，創立了“地心說”模型。
早期的希臘人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。
恒星位于最外面的天球上，它們之間的相對位置保持不變，同時作為一個整體在天空中轉動。
托勒密認為，地球是宇宙中心，且靜止不動，太陽、月球、行星和恒星等所有天體都圍繞著地球在各自的圓形軌道上運轉。
“地心說”可以解釋5顆行星的觀測路徑，以及太陽、月球的運動路徑。
探究實踐
科學家經仔細觀測，發現行星運行規律與托勒密的宇宙體系并不吻合。
16世紀，哥白尼用自制的簡陋儀器，經過20年的天文觀測與研究發現，與其他5顆行星一樣，地球也是一顆行星。
天空中觀察到的行星運動可通過旋轉的地球來簡單地解釋。
在得出地球是顆行星后， 哥白尼，為太陽系建立了一個“日心說”模型。
該模型認為太陽是宇宙的中心，地球和行星都圍繞太陽做圓周運動。
科學家在對宇宙各方面建模時仍遵循簡單、對稱和美觀的原則。
探究實踐
哥白尼出版了著作《天球運行論》，闡述了“日心說”的理論基礎。與地球是宇宙的中心的觀點相比，“日心說”的提出是一個重大突破。
但哥白尼在行星做圓周運動的觀點，也未能正確解釋行星的運動方式與成因。
“日心說”吸引人的地方是它簡單，人們可以更好地理解它。“日心說”挑戰了當時占主導地位的“地心說”。
在絕大多數人仍相信“地心說”的時代，人們需要更多的證據才能接受“日心說”。
用現代科學方法探索自然的思想，須用實際觀測進行檢驗，檢驗不合格的思想會被拋棄。采用這種方式，科學家慢慢形成了理解宇宙的更好知識體系。哥白尼基于多年觀測,開啟了科學革命,推翻了“地心說”。
探究實踐
科學家伽利略所收集的證據，逐漸讓入們相信“日心說”是正確的。
伽利略對哥白尼學說的發展與傳播起到了很大作用，留下了不可磨滅的印記。1609年，伽利略用自制的望遠鏡觀測天空，為“日心說”提供了新的觀測證據：
①太陽上有黑子，說明太陽并不完美；
②圍繞著木星的有4顆衛星，說明并非所有天體都在繞地球運行；
③金星的位相變化也說明金星并不是圍繞地球公轉的。
伽利略記錄在本子上的7個夜晚的木星的4顆衛星圖示
木星的有衛星運轉的事實為哥白尼學說提供了強有力的證據。
探究實踐
伽利略的觀測發現與當時人們對宇宙的普遍認識并不一致，挑戰了居于統治地位的“地心說”。
1633年，羅馬宗教裁判所判處伽利略終身監禁，隨后改為軟禁，直到1642年病逝。
哥白尼“日心說”使人們的認識從“地球中心”走向“太陽中心”。
今天我們知道，太陽系中的所有天體都圍繞太陽公轉。
探究實踐
思考與討論
“日心說” 中有關宇宙以太陽為中心的提法也有不正確之處，請用相關知識解釋。
太陽并不是宇宙的中心， 而是太陽系的中心。
太陽系位于銀河系的一個偏遠臂旋上，太陽就連銀河系的中心也不是。
銀河系
而銀河系是宇宙中無數個星系中的一個， 就目前的科技來說并未發現宇宙的中心。
探究實踐
宇宙從哪里來？宇宙將向何處去？宇宙有多大？宇宙有中心嗎？宇宙中還有適合人類生存的家園嗎？這些問題不斷激勵著人們去探索。
浩瀚的宇宙中有各種不同的天體，這些天體又組成了大小不同的天體系統。我們看到的宇宙就是由各種不同的天體系統組成的。科學家借助現代望遠鏡，揭開了宇宙中的許多奧秘。
宇宙學：研究宇宙的性質、結構和演化（誕生、演化和死亡）的科學。
探究實踐
二十世紀一二十年代，天文學家用大型望遠鏡觀測了銀河系以外的星系，測出不同星系間的距離，判斷它們的運動速度以及運動方向。
探究實踐
1.閱讀圖，牧夫座星系離地球有多遠，它的退行速度有多大？
探索活動
室女座星系
大熊座星系
牧夫座
星系
長蛇座星系
2. 閱讀圖，哪個星系的退行速度最大？哪個星系離地球最近？
3.得出結論，星系距離地球的遠近與其退行的速度有什么關系？
4.預測距離地球50億光年的星系的退行速度。
離地球25億光年，退行速度39000Km/s。
長蛇座退行速度最大。室女座離地球最近。
星系距離地球的遠近與其退行的速度成正比關系。
離地球50億光年星系的退行速度為100000Km/s 。
探究實踐
1929年，天文學家哈勃根據自己對銀河系以外星系距離的測定，結合其他天文學家的工作，分析了20多個星系的退行速度和距離，發現：
銀河系以外的大多數星系都在遠離我們而去，距離越遠，離開我們的速度越大。
這表明，我們所處的宇宙正在膨脹。
在此基礎上，哈勃提出了著名的哈勃定律：
星系的退行速度與它們到地球的距離成正比。
公式表示為：v=Hd 。
其中，v為星系退行速度，d為星系到觀察者的距離，H為哈勃常數。
與地球的距離
探究實踐
哈勃定律被隨后的進一步觀測所證實。哈勃定律反映了整個宇宙的整體性,展示了一幅宇宙整體退行圖景，即宇宙正在不斷地膨脹。
星系間的距離在不斷擴大。
所有星系都在遠離我們而去，星系離我們越遠，它的退行速度越快；星系間的距離在不斷擴大，宇宙在不斷膨脹。
探究實踐
幾乎所有的星系都在退行，是否意味著地球處于宇宙的中心？
河外星系都在遠離我們而去，并不意味著我們處于“宇宙的中心”。
思考與討論
為了幫助我們更好地理解星系是如何運動的，我們可以建立星系運動模型，了解星系運動的特點。
這種膨脹使得所有的星系并非只是遠離我們而去，而是相互之間都在彼此分離。
你到任何一個星系上去，都會看到同樣的情景。
造成無數星系四散離去的原因，是宇宙正處在一種整體膨脹之中。
探究實踐
海王星
探索活動
1.準備一只氣球，在其表面貼上一些圓形小紙片。小紙片代表星系。
2.在圓形小紙片上用筆做記號，表示星系上的“居民”，記錄相鄰“星系”的位置和距離。
3.用打氣筒持續地向氣球充氣:使氣球不斷地脹大(即宇宙膨脹)，如圖。
4. 觀察氣球在脹大過程中，各個圓形小紙片間距離的變化。這些原先靠得很近的“星系”之間的距離增大了嗎？
增大了
探究實踐
不管是哪個“星系” ,其他“星系”都在不斷地離它而去。各個圓形小紙片(星系)彼此后退，膨脹沒有中心。
小圓紙片間都在相互遠離，說明圓紙片之間的距離在增大，且這種增大是沒有中心的。
將小圓紙片比作星系，把氣球比作宇宙，想象宇宙中的星系的運動：
實驗表明：
探究實踐
1915年，著名科學家愛因斯坦建立了廣義相對論，他將廣義相對論用于宇宙的研究，建構了一個靜態的宇宙模型。
1922年，蘇聯科學家弗里德曼從廣義相對論出發，得到了一個均勻地膨脹或收縮的宇宙模型，遺憾的是這個動態的模型并不為當時的人們所重視。
現代宇宙學以愛因斯坦的廣義相對論為理論基礎，以天文觀測為事實依據。
當哈勃定律公布后，人們驚喜地發現，天文觀測發現的現象正是理論模型所預言的現象。理論預言被天文觀測證實了。
探究實踐
我們是否可以做出這樣的推斷：宇宙在不斷膨脹，這意味著過去的宇宙比現在小。那么時間越往前，宇審中的星系之間的距離是否必然越小？再往前倒退至某一時間，宇宙是否密集在一個點上？
時間越往前宇宙中的星系之間的距離可能越小。再往前倒退至某一時間，宇宙可能密集在一個點上。
思考與討論
探究實踐
1948年，伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理論。
伽莫夫
宇宙大爆炸理論認為，宇宙起源于極高溫、極高密度的“奇點”的大爆炸，之后宇宙不斷膨脹、溫度不斷下降，生成各種物質，形成各種星系，演化成今天的宇宙，今天的宇宙仍將繼續膨脹下去。
探究實踐
宇宙大爆炸
探究實踐
宇宙大爆炸理論合理嗎？理論預測的結果與實際觀測的結果相一致，理論才能被人們接受。
測到來自空間各個方向的輻射，對應溫度約為2.73 K，與理論預測溫度非常接近。
理論預言
大爆炸使宇宙中充滿了輻射，隨著宇宙膨脹、降溫，當今宇宙中仍充滿著大爆炸殘余的輻射，對應的溫度約為5K(K為熱力學溫度單位)。
宇宙膨脹得到了觀測事實的有力支持，宇宙大爆炸理論成功地解釋了很多觀測事實。因此，宇宙大爆炸理論已成為被人們廣為接受的一種宇宙起源學說。
宇宙大爆炸理論
該理論得到了廣泛的認可，成為宇宙學中的標準模型。但宇宙的研究并沒有結束，即使是標準模型，也面臨著多方面的挑戰。
探究實踐
多方面觀測研究表明，我們的宇宙始于約138億年前的一次大爆炸。大爆炸為后來的星系、恒星和行星的形成與演化提供了所有的能量。
如圖給出了宇宙演化年表，突出了重要的物質與能量演化事件。
探究實踐
宇宙大爆炸理論是目前最準確的描述宇宙從誕生到當前狀態的模型。
雖然宇宙大爆炸理論仍然遇到了不少的疑難問題。宇宙讓我們的思考廣闊而深邃。宇宙有沒有邊界？宇宙會終結嗎？ ....這些問題， 有待于人們去探索和證實。
宇宙大爆炸理論也有局限性，是“未完成的樂章”。
探究實踐
愛因斯坦
阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein，1879-1955)建立廣義相對論后，意識到要將整個宇宙作為對象來研究，并將廣義相對論作為研究宇宙的理論。宇宙論在落寞了幾百年后，又開始恢復了生機。愛因斯坦堅信整個宇宙是一個和諧的整體。于是，愛因斯坦
提出了有限無邊、靜態的宇宙模型。他認為，宇宙
整體上應該是靜態的。為此，他在方程中加了一個
字宙常數，以維持宇宙的靜態。當宇宙膨脹的預言
被證實后，愛因斯坦為這一發現而歡呼，并承認自
己在宇宙模型中人為地引入字宙常數,是他人生中
犯下的一個大錯誤。
科學閱讀
遷移應用
1.關于大爆炸論的下列說法中，不正確的是（　　）
A．微波背景輻射是熱大爆炸的有力證據
B．爆炸引起的宇宙膨脹至今還在繼續
C．宇宙各星系間的相對位置不會再發生改變
D．宇宙有可能永遠膨脹下去
C
2.下列是宇宙大爆炸理論觀點的是（　　）
A．大爆炸引起宇宙的膨脹，現在正在加速膨脹
B．大爆炸引起宇宙的膨脹，現在膨脹已開始變慢
C．大爆炸發生于很久的過去，現在宇宙已處于穩定狀態
D．大爆炸引起宇宙的膨脹，現在膨脹已結束且開始收縮
A
遷移應用
3.下列有關大爆炸宇宙論的說法正確的是（　　）
A．大爆炸宇宙論是科學家通過科學觀察和研究得出的科學結論
B．大爆炸宇宙論是科學家通過科學觀察發現的一些自然現象所建立的假說
C．因為宇宙在不斷膨脹的事實為大爆炸宇宙論提供了有力證據，所以大爆炸宇宙論已經說明了宇宙起源的事實
D．大爆炸宇宙論和牛頓第一定律一樣是科學定律
D
遷移應用
4.2016年2月12日，美國科學家宣布探測到來自遙遠天體的引力波信號，這個發現可以幫助科學家探索宇宙的誕生和發展。下列正確的是（　　）
A．宇宙是有起源的、膨脹的、演化的
B．太陽是宇宙的中心
C．宇宙中星系間的距離是恒定不變的
D．地球是宇宙的中心
A
5.宇宙熱大爆炸后（　　）
A．密度增大，溫度升高 B．密度減小，溫度升高
C．密度增大，溫度降低 D．密度減小，溫度降低
D
板書設計
第3節 人類對宇宙的探索（第1課時）
一、從“地心說”到“日心說”
地心說：托勒密 靜止的地球是宇宙的中心
日心說：哥白尼 太陽是宇宙的中心，地球及其他星體都圍繞太陽作
圓周運動；
二、現代宇宙學的發展：
①哈勃定律：星系的退行速度與它們到地球的距離成正比，
反映了宇宙的整體性與無中心膨脹性；
②愛因斯坦：靜態宇宙模型
③弗里德曼：收縮或膨脹的動態宇宙模型
④伽莫夫的大爆炸宇宙模型：宇宙起源于138億年前的“奇點”大爆
炸，由溫度極高密度極大開始膨脹
謝謝
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第3節 人類對宇宙的探索（第1課時）
【核心概念】
9.宇宙中的地球
【學習內容與要求】
9.5 地球所處的宇宙環境
認識認識宇宙的起源和演化歷史
【教學目標】
1.科學觀念：了解地心說及其主要觀點；了解日心說及其主要觀點；了解觀測對認識宇宙的重要；了解大爆炸宇宙學說；
2.科學思維：了解宇宙是有起源的、膨脹的、演化的；了解人類對宇宙的認識是一個不斷發展的漫長歷程；根據逆向思維，了解宇宙大爆炸理論；
3.探究實踐：通過閱讀、分析等活動，學生提高收集信息和處理信息的能力，提高表達、交流和合作的能力；
3.態度責任：學生對自然現象保持較強的好奇心和求知欲,激發勇于探索宇宙的興趣,尊重科學原理不斷提高對科學的興趣，關心科學技術的發展，反對迷信，培養正確的宇宙觀。
【教材分析】本課時為新浙教版七上第三章第3節《人類對宇宙的探索》的第1課時，主要內容：從“地心說”到“日心說”。本課時是在學生學習地球、太陽、太陽系等內容后進行進一步的學習，主要是讓學生了解宇宙的起源；從地心說到日心說再到現代宇宙學說，認識到人類對宇宙的認識是一個不斷發展的漫長的歷程；提升學習探索宇宙的興趣，激發學習的熱情，樹立正確的宇宙觀。本課時既是太陽系的深入與拓展，更是后續學習宇宙相關知識的基礎，所以具有十分重要的地位和作用。
【教學思路】中國古代宇宙觀→地心說、日心說→現代宇宙學。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講航天員為廣大青少年帶來一堂精彩的太空科普課，并通過視頻與地面課堂師生進行實時互動交流。 “天宮課堂”對于培養青少年科學精種、激發探索浩瀚宇宙的興趣具有獨特優勢。 人類為什么孜孜不倦地探索宇宙？探索宇宙有哪些發現？ 引入課題
從“地心說”到“日心說” 地球曾被人們認為是宇宙中獨一無二的天體，是字宙的中心。 科學研究表明：地球位于太陽系內，天陽系位于銀河系比較邊緣的一個普通的位置，并沒有明顯的獨特地位。 關于宇宙和我們賴以生存的地球，從古到冷，人們的認識經歷了根本性的變革。 1、我國古代的宇宙觀： 我國戰國時期的蓋天說認為，天圓如張蓋，地方如棋盤。蓋天說這種宇宙觀，雖然已經擺脫神話的影響，但遠沒有揭示宇宙的本質。 到秦漢時期，人們初步認識了太陽、月球和顆行星的基本運動規律,并能推算天象的發生。 2、“地心說”的主要觀點： 早期的希臘人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心。 公元2世紀，希臘天文學家托勒密在亞里士多德等前人對宇宙的認識的基礎上，進一步完善了地球中心學說，創立了“地心說”模型。 托勒密認為，地球是宇宙中心，且靜止不動，太陽、月球、行星和恒星等所有天體都圍繞著地球在各自的圓形軌道上運轉。 “地心說”可以解釋5顆行星的觀測路徑，以及太陽、月球的運動路徑。所以在隨后的1000多年里，普遍為人們所接受。 3、人們對“地心說”的質疑： 托勒密的地心說模型并不正確。 （1）科學家們的觀測： 科學家經過仔細觀測，發現行星運行規律與托勒密的宇宙體系并不吻合。 （2）哥白尼的發現： 16世紀，哥白尼用自制的簡陋儀器，經過20年的天文觀測與研究發現，與其他5顆行星一樣，地球也是一顆行星。 （3）哥白尼提出“日心說”： 哥白尼認為，天空中觀察到的行星運動可通過旋轉的地球來簡單地解釋。 在得出地球是一顆行星后，哥白尼為太陽系建立了一個“日心說”模型。 該模型認為太陽是宇宙的中心，地球和行星都圍繞太陽做圓周運動。 哥白尼在著作《天球運行論》中闡述了“日心說” 的理論基礎。 （4） “日心說”的證據： 與地球是宇宙的中心的觀點相比，“日心說”的提出是一個重大突破。但哥白尼保留了希臘人的行星做圓周運動的觀點，也未能正確解釋行星的運動方式與成因。 用現代科學方法探索自然的思想，須用實際觀測進行檢驗，檢驗不合格的思想會被拋棄，只有檢驗合格的思想才能逐漸被人們接受。 “日心說”挑戰了當時占主導地位的“地心說”在絕大多數人仍相信“地心說”的時代，人們需要更多的證據才能接受“日心說”。 （5） 伽利略的觀測為“日心說”提供有力證據： 1609年，科學家伽利略用自制的望遠鏡觀測天空，他收集的證據，逐漸讓入們相信“日心說”是正確的。 伽利略的發現： ①太陽上有黑子，說明太陽并不完美； ②圍繞著木星的有4顆衛星，說明并非所有天體都在繞地球運行； ③金星的位相變化也說明金星并不是圍繞地球公轉的。 （6） “日心說”的意義所在： ①日心說"吸引人的地方是它簡單，人們可以更好地理解它。 ②哥白尼采用科學方法，基于多年觀測，開啟了科學革命，推翻了“地心說”； ③哥白尼“日心說”的建立，使我們的認識從“地球中心”走向“太陽中心”。今天我們知道，太陽系中的所有天體都圍繞太陽公轉。 思考與討論：“日心說”中有關宇宙以太陽為中心的提法也有不正確之處，請用相關知識解釋。 答案：太陽并不是宇宙的中心， 而是太陽系的中心。 太陽系位于銀河系的一個偏遠臂旋上，太陽就連銀河系的中心也不是。 而銀河系是宇宙中無數個星系中的一個， 就目前的科技來說并未發現宇宙的中心。 地心說與人們生活中的觀察比較接近 地心說的提出與當時的科學技術水平有關
現代宇宙學說 1、宇宙學： 研究宇宙的性質、結構和演化（起源、演化和死亡）的科學。 2、宇宙存在不同的天體系統層次： 我們看到的宇宙是由各種不同的天體系統組成的。科學有借助現代望遠鏡，揭開了宇宙中的許多奧秘。 二十世紀一二十年代，天文學家用大型望遠鏡觀測了銀河系以外的星系，測出不同星系間的距離，判斷它們的運動速度以及運動方向。 探索活動： 1）牧夫座星系離地球有多遠？它的退行速度有多大？ 2）哪個星系的退行速度最大？哪個星系離地球最近？ 3）得出結論，星系距離地球的遠近與其退行的速度有什么關系？ 3、哈勃對星系運動模型的研究： 1929年，天文學家哈勃根據自己對銀河系以外星系距離的測定，結合其他天文學家的工作，分析了20多個星系的退行速度和距離，發現銀河系以外的大多數星系都在遠離我們而去，距離越遠，離開我們的速度越大。 這表明，我們所處的宇宙正在膨脹。 哈勃定律，星系的退行速度與它們到地球的距離成正比。 哈勃定律可以用公式表示為:v=dH 其中，v為星系退行速度，d為星系到觀察者的距離，H為哈勃常數。 哈勃定律被隨后的進一步觀測所證實。 哈勃定律反映了整個宇宙的整體性,展示了一幅宇宙整體退行圖景，即宇宙正在不斷地膨脹。 思考討論： 幾乎所有的星系都在退行，是否意味著地球處于宇宙的中心？ 參考：河外星系都在遠離我們而去，并不意味著我們處于“宇宙的中心”。造成無數星系四散離去的原因，是宇宙正處在一種整體膨脹之中。這種膨脹使得所有的星系并非只是遠離我們而去，而是相互之間都在彼此分離。你到任何一個星系上去，都會看到同樣的情景。 探索活動： 為了幫助我們更好地理解星系是如何運動的，我們可以建立星系運動模型，了解星系運動的特點。 1）準備一只氣球，在其表面貼上一些圓形小紙片。小紙片代表星系； 2）在圓形小紙片上用筆做記號，表示星系上的“居民”，記錄相鄰“星系”的位置和距離； 3）用打氣筒持續地向氣球充氣:使氣球不斷地脹大(即宇宙膨脹)； 4）觀察氣球在脹大過程中，各個圓形小紙片間距離的變化。這些原先靠得很近的“星系”之間的距離增大了嗎 4、現代宇宙學說的發展： 現代宇宙學以愛因斯坦的廣義相對論為理論基礎，以天文觀測為事實依據。 （1）愛因斯坦的靜態宇宙模型： 1915年，著名科學家愛因斯坦建立了廣義相對論，他將廣義相對論用于宇宙的研究，建構了一個靜態的宇宙模型。 （2）弗里德曼的動態宇宙模型： 1922年，蘇聯科學家弗里德曼從廣義相對論出發，得到了一個均勻地膨脹或收縮的宇宙模型，遺憾的是這個動態的模型并不為當時的人們所重視。 當哈勃定律公布后，人們驚喜地發現，天文觀測發現的現象正是理論模型所預言的現象。理論預言被天文觀測證實了。 思考討論：我們是否可以做出這樣的推斷:宇宙在不斷膨脹，這意味著過去的宇宙比現在小。 那么時間越往前，宇宙中的星系之間的距離是否必然越小？ 再往前倒退至某一時間，宇宙是否密集在一個點上？ （3）伽莫夫的宇宙大爆炸理論：（附視頻） 1948年，伽莫夫等人提出了宇宙大爆炸理論。 他們認為，宇宙起源于極高溫、極高密度的“奇點”的大爆炸，之后宇宙不斷膨脹、溫度不斷下降，生成各種物質，形成各種星系，演化成今天的宇宙，今天的宇宙仍將繼續膨脹下去。 理論預測的結果與實際觀測的結果相一致，理論才能被人們接受。 （4）宇宙大爆炸理論被廣泛認同： 宇宙膨脹得到了觀測事實的有力支持，宇宙天爆炸理論成功地解釋了很多觀測事實。因此，宇宙大爆炸理論已成為被人們廣為接受的一種宇宙起源學說。 多方面觀測研究表明，我們的宇宙始于約138億年前的一次大爆炸。 大爆炸為后來的星系、恒星和行星的形成與演化提供了所有的能量。 宇宙大爆炸理論是目前最準確的描述宇宙從誕生到當前狀態的模型。 （5）人類對宇宙的探索將持續下去： 雖然宇宙大爆炸理論已經取得很大的成功，但是隨著研究的不斷深入，仍然遇到了不少的疑難問題。像一切科學理論一樣，宇宙大爆炸理論沒有也不會窮盡一切真理，它也有局限性，是“未完成的樂意”。 通過活動體會宇宙的膨脹 現代宇宙模型是基于觀測、分析、推理 一個猜想被中一個猜想替代，需要科學家們的努力與堅持
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21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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