1.1人類認識的宇宙──第二課時

時間：2022-07-06 16:12:28 教案我要投稿

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1.1人類認識的宇宙──第二課時

　　ⅰ、導入新課

1.1人類認識的宇宙──第二課時

　　同學們，我們學習地球的宇宙環境是為了更全面、深刻地了解我們所處的地球。因此，在了解了地球所處的大宇宙環境的基本情況后，我們接下來學習地球所處的小宇宙環境──太陽系，較細致地了解宇宙中的地球是什么樣子的。

　　ⅱ、講授新課

　　板書：人類認識的宇宙

　　一、宇宙中的地球

　　1、太陽系的結構

　　我們在上節課學過，太陽系是以太陽為中心，由地球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等九大行星圍繞太陽公轉構成的，下面請同學們認真看圖1.3“地球在太陽系中的位置”。從中，我們可以發現，以太陽為中心，九大行星的軌道呈近似橢圓形，各大行星分布位置由內向外依次為：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。

　　細看九大行星的名字，我們可以發現在地球左右兩側的金、木、水、火、土等五大行星的名稱帶有中國的五行觀念特色。因為，金、木、水、火、土五星是我們可用肉眼直接觀測到的，我國古代對它們早有記錄。而西方的天文學家，則以古羅馬、古希臘諸神的名字來給這些星星（天體）命名。例如，在我國古代，水星被稱為辰星，而在西方水星則被冠以古羅馬神話中商神、諸神使者的名字mercury。而金星因有白晳的光輝，我國古代稱它為太白（金星），西方則以司掌愛與美的女神venus來命名它；此外，金星每天黎明前出現在東方天空，又稱為啟明星，黃昏后出現在西方天空，稱為長庚星。火星在午夜可看到，我國古人稱它為“熒惑”，西方則冠以戰神的名字mars。木星我國古人稱為歲星，亦即太歲（因其公轉一周約需xx年──太歲），西方則以古羅馬主神的名字jupiter命名（相當于希臘神話中的zeus）。土星我國古代叫它鎮星或填星，西方羅馬神話中稱它為神saturn。而天王星、海王星、冥王星則因距離我們太遠，用肉眼難以發現，因此直到近現代才被發現。

　　以上就是九大行星的大致位置關系，它們距太陽各不相同，水星是距離太陽最近的行星，而地球距離太陽有多遠呢？（學生看書回答）

　　從書中我們可以知道地球是太陽系中的一顆行星，與太陽相距1.496億km，我們把這個長度稱為1個天文單位，下面請同學們翻開我們所使用的地圖冊第7頁“九大行星主要物理性質比較”表，我們發現九大行星與太陽的距離若以日地距離為1個單位，則各大行星與太陽的距離分別為：0.387、0.723、1、1.52、5.20、9.5、19.20、30.10、39.40。這些數據是我們現代通過科學的測算得到的。然而，早在1766年時，德國的天文學家提丟斯就提出了一個表示行星與太陽平均距離的經驗定律，即提丟斯數列：4、7、10、16、28、52、100、196、388。這個數列同現代的數據參照對比，應該是基本符合的。但其中在16與52之間，即在火星與木星之間，有個28沒有大行星與之對應。是這個數列有問題，還是在火星與木星之間還存在著一顆大行星。這個問題一直困擾著那個時代的天文學家，直到18xx年意大利的皮亞齊在火星與木星之間發現了谷神星。現在我們知道在火星與木星之間存在著一個小行星帶，有關這個小行星帶的來源，有的科學家認為它是一顆大行星爆炸解體后的殘體，若真如此，那么提丟斯數列中的28便可對上號了。

　　接下來，請同學們一起看一下教材上的表1.1“太陽系九大行星的比較數據”，了解一下九大行星在質量、體積、密度、周期等方面的情況。

　　通過這些比較數據，同學們看一看，地球的質量是不是最大的？（學生回答）

　　質量最大的是？（木星）

　　質量最小的是？（冥王星）

　　體積最大的是？

　　體積最小的是？

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　　也就是說，從質量上看，地球的質量在九大行星中很普通，體積、周期亦如此。因此，我們說地球是太陽系中一顆普通的行星。

　　雖說九大行星有各異的質量、體積、平均密度和公轉、自轉周期，但有些行星在物理性質上較為接近，我們就將它們劃歸一類。按照這一標準，我們將九大行星分為以下三類：類地行星、巨行星、遠日行星。顧名思義，類地行星系指跟地球性質相近，類似地球的行星，包括水星、金星、地球、火星。巨行星是指該類行星的體積、質量都很大，如巨人般，包括木星、土星。遠日行星就是離太陽（日）較遠的行星，包括天王星、海王星、冥王星。

　　2、地球存在生命的原因

　　雖說在物理性質、結構、運動特征等方面地球并無什么特別突出的，但是有一點卻是其他行星所沒有的，那就是地球是目前我們所知的惟一有生命存在和繁衍的行星。那么為什么地球上會出現生物而其他8大行星上沒有呢？是不是在冥冥之中，上蒼對我們地球特別地眷顧垂愛呢？

　　其實，這與地球所處的宇宙環境以及地球本身的條件有著密切的關系。

　　地球所在的廣袤宇宙中，與地球關系最密切、對地球影響最深遠的就是太陽系。從太陽系誕生到地球上開始有原始的生命痕跡，中間經歷了漫長的階段（將近50億年），在這個階段里，太陽沒有明顯的變化，源源不斷地給我們地球提供光和熱，從而使生命從低級向高級的演化沒有中斷。如果太陽不穩定，隔三差五地來個大爆發，其放射出的各種射線將殺死地球上所有的生命。

　　同時呢，地球所在的行星際空間亦是一個較安全的宇宙環境，請同學們看圖1.3“地球在太陽系中的位置”，我們可以發現，大小行星繞日公轉的軌道面幾乎在同一平面上，繞日公轉的方向一致，都是自西向東運轉，而且各行星的運轉軌道都是橢圓形，這就使得行星在運行過程中不會出現交叉碰撞的情況，從而使得大小行星能夠各行其道、互不干擾。

　　講到這，同學們可能會問：這兩個條件其他行星同樣具備，是共同條件。為什么其他行星還是沒有生命的發生和繁衍呢？這就要講到我們地球自身的條件。我們知道，溫度、大氣、水是生命生存所必需的條件，而地球恰恰具備這些條件。

　　首先，由于地球與太陽距離適中，使地球表面的平均氣溫為15℃，從而有利于生命過程的發生和發展。如果距離太陽太近，像水星、金星，則溫度過高，生命難以發生、繁衍。如果距離太陽太遠，像天王星、海王星、冥王星，就會因溫度過低，生物也無法生存。

　　其次，由于地球的體積和質量適中，其引力可以使大量的氣體聚集在地球周圍，形成包圍地球的大氣層。如果，體積和質量過小，則其引力將不足以留住足量的大氣，會造成氣體的大量逃逸；反之，如果體積和質量過大，則會造成星球外圍的大氣層太厚，使太陽熱量難以穿透，從而造成行星表面溫度偏低。同時，由于地球上生物的作用又反過來對大氣的成份進行改造，使由co2、co、ch4、nh3組成的原始大氣通過大氣演化，形成以n2、o2為主的適于生命呼吸的現代大氣。

　　水是生命之源，而在星球形成后，由于氣溫降低，水是以結晶水的形態存在的，據現代的一些探測表明，在太陽系內的其他行星中，既使有可能存在水，亦是以結晶態存在的（有的則早已汽化逃逸掉了）；而地球由于內部放射性元素的衰變致熱或原始地球重力收縮，使地球內部溫度升高，結晶水汽化了。而汽化逃逸出的水汽，則在上升過程中因冷卻而凝結、降雨，落到地面低洼處，形成原始的大洋，而海洋則被稱為生命的搖籃──地球上最早的單細胞生命就出現在原始大洋中。我們人類也是由此環境中產生，經過長期的進化而形成如今的樣子，但人的個體特征仍不免要顯示出其原始的成長環境，從胚胎的孕育（液態環境）至人的體液鹽度（與海水平均鹽度相近）都依稀表明人的最初的祖先來自海洋。

　　板書：

　　2、地球存在生命的原因

　　外部條件：相對穩定、安全的宇宙環境。

　　①太陽的穩定——提供光和熱。

　　②安全的行星際空間——軌道共面同向，大小行星各行其道。

　　自身條件：

　　溫度——①地球與太陽距離適中，使地球表面的平均氣溫為150c。

　　生命必需條件大氣——②地球的體積和質量適中，使大量的氣體聚集，形成大氣層。

　　生物的作用對大氣成份的改造。

　　水——③結晶水汽化原始的大洋。

　　ⅲ、課堂小結：

　　正是由于上述原因才使地球出現了生命的生存與演化，這說明我們所生息繁衍的環境是我們人類賴以生存的前提。因此，保護環境是實現人類可持續發展的前提。這節課要求同學們重點掌握的是地球上生命存在的原因、條件。