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地球的宇宙環境
第一章 宇宙中的地球
2019人教新版
學習目標
1.根據圖像資料，結合天文觀測活動，描述各類天體的特點以及天體系統的層次結構。
2.運用示意圖等指出地球在不同層級天體系統中的位置，描述地球的宇宙環境。
3.運用資料說出行星地球的普通性和特殊性，體會保護地球宇宙環境的必要性。
1.1 地球的宇宙環境
目 錄
1.地球在宇宙中的位置
2.行 星 地 球
馬斯克的“火星移民計劃”（天才還是騙子？）
2020年1月份，馬斯克宣稱，他的SpaceX 打算在 2050 年之前用火箭將 100 萬人送上火星，并在火星建立人類的第二根據地。
馬斯克為什么會選擇火星作為人類的第二根據地？
1
地球在宇宙中的位置
一、地球在宇宙中的位置
宇宙是時間和空間的統一體，是運動、發展和變化著的物質世界
“宇” ——“上下四方”
“宙” ——“古往今來”
——無限的空間
——無限的時間
宇宙間物質存在的形式，是宇宙間恒星、星云、行星、衛星、彗星等多種多樣物質的統稱。
（一）天體
一、地球在宇宙中的位置
行星
慧星
流星
恒星
星云
獵戶座氣體星云
蟹狀星云
蜘蛛星云
1.星云
由氣體和塵埃組成，呈云霧狀。其主要成分是氫，密度小
基本天體
2.恒星
由熾熱氣體組成、能自己發光的球狀或類球狀天體。
處在不斷運動之中。
基本天體
3.行星
在橢圓軌道上繞恒星運行的、近似球狀的天體。自身不發光,靠反射恒星的光而發亮。
地球、金星、海王星都是太陽系的行星。
基本天體
土星
地球
4.衛星
是環繞行星運轉的天體
基本天體
土衛
土衛
月球
一看位置：是否位于地球大氣層之外，獨立存在于宇宙中。進入大氣層或返回地面的物體不屬于天體。
二看物質：是否是宇宙間的物質，地球上附著的自然現象不屬于天體。
三看運轉：是否在一定的軌道上獨自運轉。依附在其他天體上運行的物體不屬于天體。
天體的判斷方法
人造天體
宇宙飛船
（發射出去）
航天飛機
（發射出去）
通信衛星（發射出去）
1.“嫦娥四號”月球探測器在發射升空時屬于天體嗎？
2.“嫦娥四號”月球探測器在繞月飛行時屬于天體嗎？
3.“嫦娥四號”月球探測器著陸月球后屬于天體嗎？
2019年1月3日，“嫦娥四號”月球探測器成功著陸月球背面，其搭載的月球車“玉兔二號”開始對月面巡視探測，實現了人類首次對月球背面的實地勘察。
否
是
否
思考
小結
恒星
人造
天體
自然
天體
天體
星云
行星
衛星
彗星
流星
……
人造衛星
飛船
空間實驗室
……
物質性
基本的天體類型：
恒星、星云
（其他天體都在繞著恒星或星云旋轉）
運動性
運動中的天體相互吸引、相互繞轉，形成天體系統。
（二）天體系統
一、地球在宇宙中的位置
地月系
太陽系
銀河系
總星系
單位:（光年）
地月系
1.地月系
由地球和月球組成
地球是中心天體，月球圍繞地球轉動
天體
系統
2.太陽系
由太陽、行星及其衛星、小行星、彗星、行星際物質等構成
太陽是中心天體，質量占整個太陽系的99.86%，以其強大的引力約束其他天體繞其運轉
天體
系統
太陽
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
慧星
小行星帶
3.銀河系
由太陽和眾多恒星組成
直徑約為10萬光年
太陽與銀河系中心距離約2.6萬光年
天體
系統
太陽系在銀河系中的位置
10萬光年
1000億顆以上恒星
2.6萬光年
4.總星系
銀河系和現階段所能觀測到的河外星系，統稱為可觀測宇宙。（總星系）
天體
系統
現階段可觀測宇宙有多大？
思考
地 月 系
其他行星系統
有1顆衛星
太 陽 系
其他恒星系統
有8顆行星
銀 河 系
河 外 星 系
約有
2×1011
顆恒星
可觀測宇宙
半徑約為
1.37×1010光年
約有1011個星系
地月系
太陽系
銀河系
總星系
單位:（光年）
小結
星 際 電 報
發往
來自河外星系的外星人要給我們發電報，請你幫他寫出學校的“地址”。
系
系
系
行星
洲
國
省（市）
區
學校
銀河
太陽
地月
地球
亞
中
***
***
***
2
行星地球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
太陽系·八大行星的體積位置
0.05
0.056
0.82
0.856
1.00
1.000
0.11
0.150
317.94
1316.000
95.18
745.000
14.63
65.200
17.22
57.100
0.05
0.056
與地球的質量比
與地球的體積比
圖例
類地行星
巨行星
遠日行星
從體積、質量、距日遠近等結構特征來看，地球是一顆普通行星
太陽系·八大行星的運動規律
水星 金星 地球 火星
軌道傾角 7° 3.4° 0° 1.9°
偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093
木星 土星 天王星 海王星
軌道傾角 1.3° 2.5° 0.8° 1.8°
偏心率 0.048 0.054 0.047 0.009
1.什么是軌道傾角？其角度大小說明八大行星軌道具有什么特征？
2.偏心率的概念？其偏心率確定八大行星軌道的形狀有什么特點
3.從示意圖中你還能看出八大行星還有什么共同的運動規律嗎？
共面性
近圓性
同向性
思考
太陽系·八大行星的運動規律
水星 金星 地球 火星
軌道傾角 7° 3.4° 0° 1.9°
偏心率 0.206 0.007 0.017 0.093
木星 土星 天王星 海王星
軌道傾角 1.3° 2.5° 0.8° 1.8°
偏心率 0.048 0.054 0.047 0.009
從運動特征來看，地球是也是一顆普通行星。
二、行星地球
1.地球是一顆普通的行星
從質量、體積和距日遠近看：無特殊性
從運動
狀況看
同向性：繞日公轉方向都是自西向東
近圓性：繞日公轉的軌道近似圓形
共面性：軌道面幾乎在同一平面上
無特殊性
有生命存在
Why
二、行星地球
2.地球是一顆特殊的行星
要吃飯喝水
要呼吸
在適合的溫度下才能生存
安全的
宇宙環境
1.外部條件
①穩定的太陽光照
地球存在生命的條件
太陽處于中年期，狀態穩定
②安全的宇宙環境
地球存在生命的條件
地球與其他行星運動特征都有近圓形、共面性和同向性。且大小行星各行其道、互不干擾
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
427℃---
-173℃
高達
400℃+
平均
15℃+
-70℃---
20℃
-140℃
左右
-140℃
左右
-200℃以下
-200℃以下
15℃
行星表面的
大致溫度
圖例
~
2.內部條件
①適宜的溫度
地球存在生命的條件
1.5億千米
2.內部條件
①適宜的溫度
②地球的體積和質量適中
③有液態水
地球存在生命的條件
根據萬有引力定律，地球的質量保證有大氣層的存在，而體積則確定了大氣層的厚度。大氣層是生命生存的保護傘。
地球表面大約71%被水面覆蓋，因此地球有“水的行星”之稱。
適合生物呼吸的大氣
安全的宇宙環境
穩定的太陽光照
日地距離適中
自轉和公轉周期適中
質量和體積適中
適宜溫度
液態水
自身
條件
外部
條件
地球上存在生命的條件
小結
1.該行星所處的宇宙環境是否安全穩定。
2.該行星是否有適宜的溫度。從距恒星的距離遠近、自轉和公轉周期長短、大氣層方面分析該行星是否有適宜的溫度。
3.該行星周圍有無適合生物呼吸的大氣。從該行星的體積、質量和大氣演化方面分析該行星是否具有適宜生物呼吸的大氣。
4.該行星是否有液態水存在。從溫度高低和水體運動方面分析該行星是否有液態水存在。
分析某行星是否有生命的方法
方法總結
二、行星地球
3.保護地球的宇宙環境
地球是人類唯一的家園。
隨著人類對宇宙探索的深入，航天活動日益頻繁，留在太空中的垃圾越來越多。太空垃圾成了國際問題。保護宇宙環境，是全人類的責任。
活動：“尋找備選家園”
讀右側表格數據，討論：
1.除地球外，請你在太陽系中再找一個星球作為地球的備選家園，你選哪一個？說明理由。
火星，雖然火星表面溫度很低，但卻最接近地球，并且火星與太陽的距離只比地球多了50%，此外，火星的自轉周期與公轉周期與地球相差不大，溫度的變化也不是很大。
與太陽的距離② 質量③ 體積④ 公轉周期/a 自轉周期/d 表面大氣平均溫度/℃
水星 0.39 0.06 0.06 0.24 58.79 167
金星 0.72 0.82 0.86 0.62 243.69 464
地球 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 15
火星 1.52 0.11 0.15 1.88 1.03 -65
木星 5.20 317.83 1321.33 11.86 0.42 -110
土星 9.54 95.16 763.59 29.46 0.45 -140
天王星 19.19 14.54 63.08 84.01 0.72 -195
海王星 30.07 17.15 57.74 164.79 0.67 -200
表 太陽系八大行星物理性質
讀右側表格數據，討論：
參考：
改造溫度：制造（釋放）溫室氣體
改造大氣：種植植物、收獲氧氣
—火星協會創始人，科學家羅伯特·祖柏林
……
與太陽的距離② 質量③ 體積④ 公轉周期/a 自轉周期/d 表面大氣平均溫度/℃
水星 0.39 0.06 0.06 0.24 58.79 167
金星 0.72 0.82 0.86 0.62 243.69 464
地球 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 15
火星 1.52 0.11 0.15 1.88 1.03 -65
木星 5.20 317.83 1321.33 11.86 0.42 -110
土星 9.54 95.16 763.59 29.46 0.45 -140
天王星 19.19 14.54 63.08 84.01 0.72 -195
海王星 30.07 17.15 57.74 164.79 0.67 -200
表 太陽系八大行星物理性質
2.人類要想在火星上長期生存，需要對火星進行什么樣的改造工作？
活動：“尋找備選家園”
課程小結
1.以下天體與我們的視覺感受對應正確的是
A．星云——圓缺多變 B．行星—— 一閃即逝
C．月亮——輪廓模糊 D．彗星—— 拖著長尾
2.“一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星，掛在天空放光明，好像許多小眼睛……”是一首大家耳熟能詳的童謠。據此回答下題。下列全部屬于天體的一組是
A．隕落地表的流星體殘骸和“神舟十號”返回艙
B．等待發射的“天宮一號”目標飛行器
C．星云和運行中的通信衛星
D．太空中的云霧狀物質和天空中飄動的云朵
√
√
練一練
3.運行在太空的“神舟十一號”與“天宮二號”屬于的最低一級天體系統是（ ）
A.銀河系 B.河外星系 C.地月系 D.太陽系
(1)太陽系的中心天體:_____。
(2)八大行星
太陽
地球
木星
天王星
(3)小行星帶:位于_____軌道和_____軌道之間。
(4)彗星:太陽系中最著名的彗星是_________。
火星
木星
哈雷彗星
4.讀太陽系模式圖,回答下列問題。
5．按所給內容之間的關系，把其字母代號填入下面的方框里
A．適當的自轉周期
B．日地距離適中
C．地球體積、質量適中
D．液態水
E．太陽系有比較穩定的宇宙環境
F．有適宜的溫度
G．適合生物呼吸的大氣
H．地球處在比較安全的宇宙環境
地球的宇宙環境
地球上有生命存在
地球自身特點
B
D
F
A
G
C
E(H)
H(E)
課后實踐活動：開展簡單的天文現象觀測
天文觀測是天文學家重要的日常工作之一，天文愛好者也可以直接用肉眼或者用望遠鏡等進行月相、日食、月 食、流星雨等天文現象的觀測。
觀測前：需做好準備工作
觀測時：注意個人安全防護
課后實踐活動：觀察月相
以月相觀測為例。月相可用肉眼直接觀測。
觀測前：需準備指南針和觀測記錄表。
1.確定月球位置的方法
選擇視野開闊的地方，用指南針確定東、南、西、北方向。作為月亮水平方位的參照。
月亮的高度角可用拳頭進行估算。水平伸直一只手臂為 0°基準面，握 拳，其上疊放另一只手的拳頭，一只拳頭的高度角約為 10°。保持手臂穩定不動，依次將下面的手抽出疊放在上面，直到視線、拳頭和月亮三 者重合，據此估算月亮的高度角。
課后實踐活動：觀察月相
2.觀測并記錄月球的位置和形狀
傍晚日落后天空出現月牙的時候，在觀測表上記下觀測日期、月亮的位 置和形狀，并標注觀測時刻（表 1.1）。
接下來兩周內，每天在同一時刻進行觀測并記錄。
描繪觀測期間同一時刻月亮在天空的位置和形狀變化（參考圖 1.8）。
表 1.1 月相觀測記錄表
觀測時刻 點
觀測時刻：19時
圖1.8 月相觀測描繪示意
課后實踐活動：觀察月相
3.總結觀測結果
總結月亮位置的逐日變化。
總結月亮形狀的逐日變化。
再 見

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