第一章宇宙中的地球第一節地球的宇宙環境（導學案）【教學目標】課程標準：運用資料，描述地球所處的宇宙環境。教學目標：1、結合圖文、視頻材料，了解宇宙并認識宇宙中的天體，學會辨別天體的方法。（區域認知、綜合思維）2、繪制天體系統示意圖，描述地球的宇宙中的位置。（區域認知、綜合思維）3、運用圖文資料，分析地球上存在生命的宇宙環境和自身條件。（區域認知、人地協調觀、綜合思維）【教學重難點】分析地球上存在生命的宇宙環境和自身條件。【課前預習】知識點一地球在宇宙中的位置1.天體（1）定義：宇宙中物質存在的形式，連同通過天文望遠鏡或其他空間探測手段才能探測到的，統稱為天體。（2）類型：（基本天體）、星云（基本天體）、（本身不發光，靠反射恒星光）、流星體、彗星（冰、氣體、塵埃）、等（繞行星）不同類型天體特點：①星云：由氣體和塵埃組成的呈云霧狀外表的天體。②恒星：由熾熱氣體組成、能自己發光的球狀或類球狀天體。③行星：在橢圓軌道上繞運行的、近似球狀的天體。④衛星：環繞運轉的天體。特別提醒天體判定：①位置：獨立存在于地球大氣層之外；②物質（不是現象）：是否是物質存在形態，例如流星體是天體，而流星是一種現象；③不依附其他天體的軌道。2.天體系統及層次(1)概念：運動中的天體、，形成天體系統。(2)層次：①、②、③地月系可觀測宇宙可觀測宇宙③河外星系其他恒星系①②其他行星系地月系：是地月系的中心天體，是地球唯一恒星的天然衛星太陽系：太陽、行星、及其衛星、小行星、彗星等銀河系：太陽和眾多恒星組成龐大的系統可觀測宇宙：銀河系和現階段所能觀測到的河外星系知識點二行星地球1.太陽系(1)八大行星（由近至遠）類地行星：（靠近太陽，有固體表面、體積較小）水星、、、火星巨行星：（氣體構成、體積較大）、土星遠日行星：（遠離太陽）、海王星(2)運動特征共面性---八大行星公轉軌道幾乎在上同向性---繞日公轉方向相同近圓性---八大行星公轉軌道近似2.地球存在生命的條件①外部條件：穩定的條件，安全的空間運行軌道，太陽系中大小天體各行其道、互不干擾②自身條件：日地距離適中，使地球表面有適宜生物存在的體積、質量適中其引力使大量氣體聚集在地球周圍，形成包圍地球的層，并逐漸演化成適合生物呼吸的大氣，有存在【課中探究】情境導入任務一：宇宙中有什么？材料：在科幻小說《流浪地球》中，劉慈欣描述了因為太陽氦閃導致太陽系不宜居，人類將整個地球推動，逃離太陽系泊入比鄰星軌道的故事。根據天文學家的觀測結果，比鄰星距離地球大約4.2光年，這個距離在宇宙尺度下已經是非常小的了。材料：2016年3月4日，人類宇宙觀測距離記錄再次被哈勃望遠鏡刷新，成功捕捉到了距離地球達134億光年的GN-z11星系發出的微光。這個名為GN－z11的星系是一個異常明亮的“嬰兒星系”，位于大熊星座方向。【小組合作】1、比鄰星距離地球有多遠？宇宙有多大？2、泊入比鄰星軌道的過程中，可能遇到哪些宇宙中的天體？閱讀材料：2024年5月3日，嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌發射場發射，之后準確進入地月轉移軌道。6月2日嫦娥六號成功著陸在月球背面，開啟人類探測器首次在月球背面實施的采樣任務，即將“蟾宮挖寶”。【自主學習】嫦娥六號是天體嗎？小結提升1：天體任務二：地球在宇宙中的什么位置？【自主學習】根據歌謠，在下圖中畫出太陽、地球、月球相互運動示意圖。太陽大，地球小，地球繞著太陽跑；地球大，月亮小，月亮繞著地球跑。【小組合作】宇宙中天體眾多且大多都在不斷運動之中，它們是如何共存的？【自主學習】1、太陽系中有幾大行星？距離太陽由近到遠如何排列？2、小行星帶位于哪里？3、地球與太陽系其他行星和相比有何異同？小結提升2：天體系統與太陽系任務三：人類在宇宙中還能投奔誰？材料：在電影《流浪地球》中，因為太陽氦閃導致太陽系不宜居，人類計劃將整個地球推動，逃離太陽系泊入比鄰星軌道。太陽及太陽系對地球上生命的存在具有重要意義。材料：材料：【小組合作】地球泊入比鄰星軌道就一定適宜人類生存嗎，討論地球上存在生命要滿足什么條件？小結提升：地球存在生命的條件拓展探究：比鄰星系真的適合人類生存嗎？《三體》小說發表的時候，人們還不知道比鄰星周圍是否真的有行星存在。直到2016年，天文學家才在它周圍發現了一顆行星，那就是比鄰星b。比鄰星b是一顆超級地球，也就是質量比地球大的巖石行星。有趣的是，它恰好位于宜居帶內，也就是說，它表面的溫度是允許液態水存在的，這也引起了人們對這里生命的遐想。【課堂總結】【課堂練習】2022年6月5日10時44分，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射，約577秒后，神舟十四號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，繞地球飛行，順利將陳冬、劉洋、蔡旭哲3名航天員送入太空，發射取得圓滿成功。據此，完成下面小題。1．距離運行中的神州十四號最近的恒星是（

）A．太陽 B．火星 C．地球 D．月球2．進入太空的神舟十四號載人飛船所屬的最低級別天體系統是（

）A．可觀測宇宙 B．河外星系 C．銀河系 D．地月系3．神州十四號載人飛船（

）A．發射前與發射成功后都是天體 B．發射前不是天體，發射成功后是天體C．發射前與發射成功后都不是天體 D．發射前是天體，發射成功后不是天體2020年7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器發射升空，并進入預定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國自主開展行星探測的第一步。針對火星的探測任務，主要包括探索火星的生命活動信息，包括火星過去、現在是否存在生命，火星生命生存的條件和環境以及對生命起源和地外生命的探測。下圖為我國火星探測標識“攬星九天”和探測器的軌道示意圖。據此完成下題。4．在“攬星九天”標識中，代表火星的序號是（

）A．① B．② C．③ D．④5．進入預定軌道的火星探測器離開的天體系統是（

）A．銀河系 B．可觀測宇宙 C．太陽系 D．地月系6．火星探測器探索火星上是否有生命活動信息的依據可能是其（

）①表面溫度適宜②公轉的周期較長③衛星數量較少④有液態水存在⑤質量和體積適中①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．②④⑤2023年11月3日，木星沖日。沖日是指某行星在繞日公轉過程中運行到與地球、太陽成一直線，地球位置居中的一種現象。完成下面小題。7．木星沖日時，太陽、木星、地球三者的位置關系正確的是（

）ABCD8．木星沖日現象，主要反映了太陽系行星公轉的（

）A．同向性 B．共面性 C．近圓性 D．勻速性“月掩金星”是指金星被月球掩蓋的自然現象，此時月球運行到地球和金星中間，且連成一條直線，與日全食的原理相似。2023年3月24日，我國部分地區觀測到這一難得的天文奇觀。下圖示意部分天體及其運行軌道。據此完成下面小題。9．“月掩金星”現象中的天體分別屬于（

）A．恒星、行星 B．行星、行星 C．衛星、行星 D．恒星、衛星10．與“月掩金星”現象密切相關的條件是（

）A．天體運動速度時刻變化 B．行星公轉軌道具有共面性C．月球的體積遠小于金星 D．金地距離遠大于地月距離11．本次“月掩金星”現象發生時，月球和金星可能分別位于（

）A．②③ B．①④ C．②④ D．①③【參考答案】【課前預習】知識點一地球在宇宙中的位置1.天體（1）定義：宇宙中物質存在的形式，連同通過天文望遠鏡或其他空間探測手段才能探測到的星際空間物質，統稱為天體。（2）類型：恒星（基本天體）、星云（基本天體）、行星（本身不發光，靠反射恒星光）、流星體、彗星（冰、氣體、塵埃）、衛星等（繞行星）不同類型天體特點：①星云：由氣體和塵埃組成的呈云霧狀外表的天體。②恒星：由熾熱氣體組成、能自己發光的球狀或類球狀天體。③行星：在橢圓軌道上繞恒星運行的、近似球狀的天體。④衛星：環繞行星運轉的天體。特別提醒天體判定：①位置：獨立存在于地球大氣層之外；②物質（不是現象）：是否是物質存在形態，例如流星體是天體，而流星是一種現象；③不依附其他天體的軌道。2.天體系統及層次(1)概念：運動中的天體相互吸引、相互繞轉，形成天體系統。(2)層次：①銀河系、②太陽系、③地月系可觀測宇宙可觀測宇宙③河外星系其他恒星系①②其他行星系地月系：地球是地月系的中心天體，月球是地球唯一恒星的天然衛星太陽系：太陽、行星、及其衛星、小行星、彗星等銀河系：太陽和眾多恒星組成龐大的恒星系統可觀測宇宙：銀河系和現階段所能觀測到的河外星系知識點二行星地球1.太陽系(1)八大行星（由近至遠）類地行星：（靠近太陽，有固體表面、體積較小）水星、金星、地球、火星巨行星：（氣體構成、體積較大）木星、土星遠日行星：（遠離太陽）天王星、海王星(2)運動特征共面性---八大行星公轉軌道幾乎在同一平面上同向性---繞日公轉方向相同近圓性---八大行星公轉軌道近似正圓2.地球存在生命的條件①外部條件：穩定的太陽光照條件，安全的空間運行軌道，太陽系中大小天體各行其道、互不干擾②自身條件：日地距離適中，使地球表面有適宜生物存在的溫度體積、質量適中其引力使大量氣體聚集在地球周圍，形成包圍地球的大氣層，并逐漸演化成適合生物呼吸的大氣，有液態水存在【課中探究】任務一：宇宙中有什么？【小組合作】1、比鄰星距離地球有多遠？宇宙有多大？2、泊入比鄰星軌道的過程中，可能遇到哪些宇宙中的天體？學生答案參考：問題1：比鄰星距離地球約4.2億光年，宇宙是無邊無際的。教師講解：上下四方曰宇，古往今來曰宙，宇是空間，宙是時間。宇宙是無邊無際的空間和無始無終的時間。學生答案參考：問題2：可能會遇到行星、彗星、衛星等。教師講解：星云：由氣體和塵埃組成，呈云霧狀。體積大、質量大、密度小。恒星：由炙熱氣體組成，能自己發光的球狀天體。太陽是離地球最近的恒星。行星：環繞恒星運行的球狀天體。本身不發光，靠反射恒星的光而發亮。衛星：取環衛運行之意，環繞行星運轉。自身不發光，靠反射恒星的光而發亮。月球是地球的天然衛星。彗星：中文俗稱“掃把星”，拖著一條彗尾。圍繞恒星運行。流星體：星際空間數量眾多的塵粒和固體小塊。數量眾多，大小不一。【自主學習】嫦娥六號是天體嗎？學生答案參考：發射前：不是；進入太空：是；著陸月球后：不是。教師講解：天體的條件：①地球大氣層外②在宇宙獨立運行任務二：地球在宇宙中的什么位置？【自主學習】根據左邊歌謠，在右圖中畫出太陽、地球、月球相互運動示意圖。【小組合作】宇宙中天體眾多且大多都在不斷運動之中，它們是如何共存的？學生答案參考：宇宙中的天體相互吸引，相互繞轉，體積質量大的天體吸引體積質量小的天體圍繞其運轉，體積質量小的吸引體積質量更小的天體，形成一級一級的天體系統。教師講解：地月系：由地球的月球組成，月球圍繞地球運轉。太陽系：由太陽和圍繞它運行的行星、彗星小行星等組成。銀河系：宇宙中的一個星系，包含眾多的恒星，其中一個是太陽。河外星系：除銀河系以外宇宙中的其他星系。可觀測宇宙：目前人類可以觀測到的宇宙，由數量龐大的星系組成。【自主學習】1、太陽系中有幾大行星？距離太陽由近到遠如何排列？2、小行星帶位于哪里？3、地球與太陽系其他行星和相比有何異同？學生答案參考：問題1：太陽系一共有八大行星，距離太陽由近到遠依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。問題2：小行星帶位于火星和木星之間。問題3：相同點：地球與其他行星相比，體積和質量沒有特殊，與其他行星相似，圍繞太陽進行的公轉運動也與其他行星相似。不同點：地球是目前唯一已知存在生命，尤其是存在高級智慧的天體。任務三：人類在宇宙中還能投奔誰？【小組合作】地球泊入比鄰星軌道就一定適宜人類生存嗎，討論地球上存在生命要滿足什么條件？學生答案參考：不一定適宜人類生存，地球上存在生命是因為地球上有水、空氣和適宜的溫度。【課堂練習】【答案】1．A2．D3．B【解析】1．神舟十四號飛船繞地球公轉，飛船和地球都位于太陽系，因此距離神舟十四號飛船最近的恒星是太陽，A正確；火星、地球均為行星，BC錯誤；月球為衛星，D錯誤。故選A。2．運行在太空中的“神舟十四號”載人飛船繞地球公轉，屬于地球的衛星，屬于地月系的一部分，地月系屬于太陽系，太陽系屬于銀河系，銀河系與河外星系同屬可觀測宇宙。因此它們所屬的最低一級天體系統是地月系。綜上所述，D正確，ABC錯誤，故選D。3．“神舟十四號”載人飛船發射前在地球上，不屬于天體；發射成功后有獨立的運行軌道，屬于天體。綜上所述，B正確，ACD錯誤。故選B。【點睛】天體的判斷依據——“三看”：一是看它是不是位于地球大氣層之外，之外則是，而之內則不是；二是看它是不是附屬于天體的一部分；三是看它是不是有獨立的運行軌道，有則是，沒有則不是。【答案】4．A5．D6．B【解析】4．由圖可知：圖中①為距離太陽第四近的行星，為火星，A正確；②為距離太陽第五近的行星，為木星，B錯誤；③為距離太陽第六近的行星，為土星，C錯誤；④為距離太陽第七近的行星，為天王星，D錯誤。故選A。5．探測器軌道示意圖中所顯示的均為太陽系中的成員，故圖中最高一級的天體系統是太陽系，因而沒有離開太陽系，也就沒有離開銀河系與可觀測的宇宙，ABC錯誤。由探測器軌道示意圖可知，探測器離開了地月系，到達了火星，D正確。故選D。6．存在生命的條件首先要有適宜的溫度，①正確；公轉周期長短、是否有衛星對生命的影響較小，②③錯誤；液態水是生命形成的必要條件，④正確；質量和體積適中，可以吸附大氣，可以形成大氣層，⑤正確。B正確ACD錯誤。故選B。【點睛】地球上存在生命的條件：外部條件：太陽提高穩定的光照；大、小行星各行其道，互不干擾，處于安全的宇宙環境中。內部條件：有適宜的溫度；有液態水；恰到好處的大氣成分和大氣厚度。【答案】7．C8．B【解析】7．根據材料提示，沖日是指某行星在繞日公轉過程中運行到與地球、太陽成一直線，地球位置居中的一種現象。故木星沖日，為木星和太陽正好分處地球的兩側，排除BD。由于太陽系行星公轉