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華師大版九下§1.1我們的宇宙學案
姓名
[學習目標]
1、了解宇宙中的天體系統；
2、了解宇宙在大尺度上的結構特點；
3、了解宇宙是無邊的且進行無中心的膨脹；
4、了解多譜勒效應。
一、知識點梳理：
知識點1、宇宙中的天體系統
1、按照這些天體在結構特點（包括體積和質量）、運動規律上的相似性和差異性，天文學家把它們歸屬于
、 、 、 等不同的天體層次。
2、宇宙中大約有 個星系， 是宇宙的基本組成部分，銀河系只是星系中的一員。
3、行星依附于 ，在一定的軌道上圍繞著恒星運動；眾多的恒星在引力的作用下形成 ； 則是由幾億甚至上萬億顆恒星、星際氣體以及塵埃物質構成的更大的天體系統。
4、我們所在的星系稱為 ，銀河系以外的星系稱為 。
5、宇宙中天體的分布非常 ，星系與星系之間的距離是星系大小的幾十倍至幾百倍。宇宙是如此巨大，地球、太陽、 在宇宙中，都不過是微不足道的一小點。
6、離我們最近和最遠的星系分別有 光年和 光年。
知識點2、宇宙的大尺度分布
1、星系的分布雖不絕對均勻，但是在更大的尺度上（ 光年以上），宇宙中物質的分布是 的。
2、科學觀測表明，觀測者在 觀測到的宇宙狀況也相同，這說明宇宙在大尺度上還是 的。
3、既然宇宙在大尺度上是均勻和各向同性的，那么宇宙各處的 和 在大尺度上也應該是相同的，而且宇宙一定是 的。
知識點3、膨脹的宇宙
1、天文學家在觀測星系時，發現來自星系的光譜線并不在 位置上，所有譜線的波長都變長,即顏色變紅了，也就是說譜線向 端移動了，這個現象稱為河外星系的譜線紅移。
2、多普勒效應是波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到的波的頻率與波源發出的頻率不同的現象。遠方疾駛過來的火車的鳴笛聲變得 ，離我們而去的火車鳴笛聲變得 ，就是 的現象。
3、用多普勒效應來解釋河外星系 ，可以推斷星系之間正在 。
4、星系之間的相互遠離表明，隨著時間的推移，星系間的距離會變得越來越 ，宇宙正在 。
5、星系間的退行是相互的，在每個星系上都能觀測到其他星系離它而去。即宇宙膨脹是 的膨脹。
二、例題講解
例題1、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
例題2、下列有關宇宙的說法，正確的是（　　）
A．銀河系是由眾多恒星組成的一個龐大的天體系統
B．探測到宇宙的空間會隨著人類探測水平的不斷提高而不斷擴大
C．宇宙最基本的天體是恒星和行星
D．各種天體孤立地存在于宇宙中
例題3、“日心說”宇宙體系學說在科學發展史上的作用主要是（　　）
A．認識到太陽是宇宙的中心 B．肯定了“地心說”宇宙體系學說
C．闡明天體運行現象，為認識太陽系奠定了基礎 D．開創了對天體的觀察研究
例題4、下列有關宇宙環境的說法正確的是（　　）
A．宇宙是物質的，但物質之間沒有任何聯系
B．宇宙是物質組成的，任何物質之間都有相互吸引和繞轉的關系
C．宇宙是物質的，物質是運動的，但物質運動沒有規律可循
D．宇宙是物質的，物質是運動的，物質的運動和聯系是有規律和層次的
例題5、如果在氣球表面點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
三、隨堂練習：
1、下列天體系統中不包括地球的是（ ）
A. 河外星系 B. 太陽系 C. 銀河系 D. 總星系
2、下列關于天體的描述，正確的是（ ）
A．星光閃爍的是行星 B．在星空有明顯位移的是恒星
C．輪廓模糊的是星云 D．拖著長尾的是流星
3、讀天體系統的示意圖，在包含太陽和地球的天體系統中，最高一級和最低一級的天體系統分別是（ ）
A．銀河系、太陽系 B．河外星系、地月系 C．太陽系、地月系 D．總星系、太陽系
4、下列關于宇宙的認識正確的是（ ）
A. 太陽是銀河系的中心 B. 地球繞日公轉周期為一天
C. 宇宙是不斷膨脹和演化的 D. 人類已完全掌握宇宙的奧秘
5、運行在太空中的“神舟”七號飛船是屬于下天體系統中的（ ）
A．太陽系 B．河外星系 C．總星系 D．地月系
6、中國古代流傳著“開天辟地”的神話，下列對該神話的說法正確的是（　　）
A．這是一個科學假設
B．它能科學地解釋宇宙起源
C．它采用了宇宙膨脹的觀點
D．它既是神話，也反映了人類對宇宙起源進行探究的思想
7、我們的宇宙蘊藏著無窮的奧秘，下列說法錯誤的是（ ）
A. 河外星系譜線紅移可以推斷星系之間正在相互退行遠離
B. 從側面看，銀河系的主體像一個中間凸起的大透鏡
C. 太陽黑子、日珥等太陽活動對人類的生產、生活沒有影響
D. “天宮二號”、“天舟一號”等都是探索宇宙奧秘的航天器
四、課后練習：
1、關于宇宙的認識，正確的是（　　）
A．我出生時和奶奶出生時的宇宙一樣的，所以宇宙自古就是這樣，不會發生變化
B．宇宙在膨脹，未來的它或許將永遠膨脹下去
C．宇宙是靜止的
D．地球和月球的距離是不會發生變化的
2、我們的宇宙蘊藏著無窮的奧秘，下列說法錯誤的是（ ）
A. 河外星系譜線紅移可以推斷星系之間正在相互退行遠離
B. 從側面看，銀河系的主體像一個中間凸起的大透鏡
C. 太陽黑子、日珥等太陽活動對人類的生產、生活沒有影響
D. “天宮二號”、“天舟一號”等都是探索宇宙奧秘的航天器
3、天文學家通過觀測，發現宇宙在大尺度上的物質分布是（　　）
A．不均勻且各向異性的 B．不均勻且各向同性的
C．均勻且各向異性的 D．均勻且各向同性的
4、宇宙膨脹的證據、星系運動的特點的發現是通過對下列哪項的研究得出的（　　）
A．太陽系天體運動 B．星系光譜 C．銀河系 D．恒星光譜
5、天宮二號空間實驗室發射任務取得圓滿成功，我國探索宇宙又向前邁進了一大步。下列對宇宙的有關認識正確的是（　　）
A．月球表面有環形山、有空氣，但沒有水 B．太陽是一顆能自行發光發熱的恒星
C．銀河系側視圖是一個大漩渦 D．現在有很多證據證明宇宙是有邊的、膨脹的
6、宇宙中存在著各種各樣的天體，他們在結構特點、運動規律上存在相似性和差異性。以下天體根據其體積和質量，從小到大排列正確的是（　　）
A．地球、銀河系、太陽、昴宿星團 B．銀河系、太陽、地球、月球
C．地球、太陽、昴宿星團、銀河系 D．地球、火星、月球、銀河系
7、人類對宇宙的認識經歷了漫長的時間。通過現代的各種觀測手段，人們認識到宇宙是由各種形態的物質構成的，是在不斷運動和發展變化的。關于天體系統的敘述正確的是（　　）
A．天體系統是天體之間相互吸引、相互繞轉形成的
B．河外星系與銀河系屬于不同級別的天體系統
C．銀河系是一個以太陽為中心的天體系統
D．按從屬關系劃分，地月系是河外星系的一部分
8、科學中的論斷是需要通過實驗或事實去證明的。下列說法中，錯誤的是（　　）
A．“地球自西向東自轉”的證據之一是地球上的四季更替現象
B．“地殼在不斷變動”的證據之一是高山上有海洋生物化石
C．“宇宙起源于137億年前的一次大爆炸”的證據之一是哈勃發現的星系運動特點
D．“大陸是漂移的”證據之一是大西洋兩岸古生物群具有親緣關系
9、科學家曾發現過一顆被稱為“Gliese 581g”的類地行星，它環繞著銀河系內天秤座中的一顆恒星運行。則“Gliese 581g”位于如圖宇宙結構層次中的（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
10、下列有關星系間距離的描述，正確的是（　　）
①地球與宇宙中所有星系的距離都在擴大 ②地球與宇宙中星系的距離有的在擴大，有的在縮小
③宇宙中星系間的距離都在擴大 ④宇宙中星系間的距離有的在擴大，有的在縮小
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
11、發現宇宙“膨脹”的星系運動證據的科學家是（　　）
A．伽利略 B．哈勃 C．托勒密 D．哥白尼
12、下列關于宇宙認識的說法正確的是（　　）
A．宇宙中天體的位置是始終不變的 B．宇宙是方形的
C．哥白尼創立了“日心說” D．太陽就是宇宙的中心
13、現代科學理論認為，宇宙起源于超高溫超大密度時的一次熱大爆炸。下列關于星系運動速度的描述，正確的是（　　）
A．星系離地球越遠，相對地球的運動速度越快 B．星系離宇宙爆炸的中心越近，運動速度越快
C．星系相對地球的運動速度都相同 D．星系間的運動速度都相同
14、施密特等三人曾因發現了宇宙正在加速膨脹而獲得諾貝爾物理學獎，宇宙在加速膨脹說明（　　）
A．有能量在推動宇宙膨脹 B．宇宙中各星系的運動狀態不變
C．宇宙中各星系的距離保持不變 D．宇宙中各星系受到平衡力作用
15、下列關于宇宙的說法不正確的是（　　）
A．我們生活的地球只是太陽系中的一員 B．譜線“紅移”說明別的星系在與我們逐漸靠近
C．太陽系屬于銀河系 D．銀河系屬于總星系
16、小科同學把氣球吹成球形后，用沾有墨汁的毛筆在氣球表面均勻地畫上小圓點，再把氣球吹至排球大小，發現黑點之間的距離增大，如圖所示。
（1）在氣球膨脹過程中，球內氣體的壓強　 　(選填“大于”“等于”或“小于”)大氣壓強。
（2）如果氣球變化模擬宇宙演變，本活動使小科體驗到宇宙的　 　沒有中心。
（第16題圖） （第17題圖）
17、閱讀材料，回答問題：
宇宙是由空間、時間、物質和能量所構成的統一體，是一切空間和時間的總和。近數世紀以來，科學家根據現代物理學和天文學，建立了關于宇宙的現代科學理論，稱為“物理宇宙學”。已被我們觀測到的時空部分稱為“可觀測宇宙”“可見宇宙”或“我們的宇宙”。宇宙大約是由4%的普通物質(包括我們人類和地球)、23%的暗物質和73%的暗能量構成。科學家通過觀測遙遠超新星發現宇宙的加速膨脹。如圖所示為宇宙加速膨脹的模型，其中引力使宇宙收縮，暗能量(相當于排斥力)使宇宙膨脹。
（1）科學家在觀測遙遠超新星時，使用的長度單位是　 　。
（2）關于宇宙加速膨脹的模型，下列觀點中正確的是____(填字母)。
A．引力作用效果強 B．暗能量作用效果強
C．引力和暗能量作用效果相同 D．不能確定
參考答案：
一、知識點梳理：
知識點1、宇宙中的天體系統
1、 行星 恒星 星團 星系 2、 1 000億 星系
3、 恒星 星團 星系 4、 銀河系 河外星系
5、 松散 銀河系 6、 16萬 100多億
知識點2、宇宙的大尺度分布
1、 109 均勻 2、各個不同方向上 各向同性
3、 狀況 特性 無邊
知識點3、膨脹的宇宙
1、 標準的波長 紅 2、 尖細 低沉 多普勒效應
3、 譜線紅移 相互退行遠離 4、 大 膨脹。
5、 沒有中心的膨脹。
二、例題講解：
例題1、C
解析：人類認識宇宙的過程 人類正確認識宇宙以及地球在宇宙中的地位經歷了漫長的過程，這一過程與歷史上許多著名學者的辛勤勞動——細致的觀測和深入的理論研究——是密切不可分的。A：宇宙膨脹理論是正確的，A錯誤。B：人類不能預測一切自然現象，B錯誤。C：人類對宇宙的認識正在不斷深化，C正確。D：人類對宇宙的認識是無止境的，D錯誤。
例題2、B
解析：A：銀河系還有各種類型的星際氣體、星際塵埃和黑洞，A錯誤。B：探測到宇宙的空間會隨著人類探測水平的不斷提高而不斷擴大，B正確。C：宇宙最基本的天體為恒星和星云，C錯誤。D：各種天體孤立地存在于宇宙中，D錯誤。
例題3、C
解析：哥白尼的“日心說”宇宙體系學說在科學發展史上的作用主要體現在：“日心說”闡明了天體運行的現象，為人類認識太陽系，進而認識地球的起源奠定了基礎。“日心說”挑戰了長期以來居于統治地位的“地心說”，否定了基督教上帝創造一切的教義，使神權統治的根基產生了動搖。A."日心說”中的關于”太陽是宇宙的中心的觀點“是錯誤的，故A不符合題意；B.“日心說”否定了“地心說”宇宙體系學說，故B不符合題意；C."日心說”闡明了天體運行現象，為認識太陽系奠定了基礎，故C符合題意；D.“日心說”提出之前科學家已經在對天體進行了觀察研究，故D不符合題意。
例題4、D
解析：宇宙是萬物的總稱，是時間和空間的統一。宇宙是物質世界，不依賴于人的意志而客觀存在的，并處于不斷運動和發展中，在時間上沒有開始沒有結束，在空間上沒有邊界沒有盡頭。宇宙是多樣又統一的；多樣在物質表現狀態的多樣性；統一在于其物質性。宇宙是由空間、時間、物質和能量所構成的統一體，是無限的、均勻的，同時也是有層次、有規律的。故A、B、C不符合題意，只有D符合題意。
例題5、B
解析：① 隨著氣球的膨脹，可以看到小點之間的距離在增大，說明星系的距離在擴大；故 ① 正確；②選項不正確，地球并不是宇宙的中心；③ 由大爆炸理論可知，宇宙起源于一個中心點，所以剛開始的時候星系都是在一起的；故 ③ 正確；④選項也不正確，材料中的實驗只能看出星系間的距離在不斷擴大，而不能說明其間距擴大的速度不同；故B符合題意。
三、隨堂練習：
1、A 2、C 3、D 4、C 5、D 6、D 7、C
四、課后練習：
1、B 2、C 3、D 4、B 5、B 6、C 7、A 8、A 9、C 10、B
11、B 12、C 13、A 14、A 15、B
16、（1）大于 （2）膨脹 17、（1）光年 （2）B
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華師大版九下科學§1.1我們的宇宙教學設計
課題 1.1我們的宇宙 單元 一 學科 科學 年級 九下
教材分析 本節內容是宇宙是七年級地球、太陽、月球等相關內容學習之后，對于宇宙中天體系統的進一步拓展和深化學習。人類對宇宙的探索，拓寬了人對宇宙的認識和宇宙觀的建立。教材通過使學生經歷“觀察現象－推測－建立模型－解釋”的過程，這個過程中使學生對宇宙知識、宇宙天體的運動和現象，有深刻的認識，感受到宇宙的廣闊和神秘，激發學生探索宇宙的欲望和好奇心，幫助學生提升推測、觀察、建模的能力，建構起地球和空間科學學習的體驗和建立起科學的思念方式。 通過本節內容的學習，學生了解地球、太陽系、銀河系和宇宙間的關系，從而對宇宙的浩瀚有初步的認識，本章既是宇宙內容的深化，對開發學生的科學思維有好處，所以又是后續學習的基礎。本節內容擬用1課時完成。
學習目標 科學觀念：了解宇宙中的天體系統；了解宇宙在大尺度上的結構特點；了解宇宙是無邊的且進行無中心的膨脹；了解多譜勒效應。 科學思維：建立科學建模的思想；樹立推理認證獲得科學理論的思想； 探究實踐：通過“體驗沒有中心的膨脹” 小實驗，了解宇宙中星系相互退行遠離，從而理解宇宙的膨脹是無中心的；態度責任：樹立科學的宇宙觀，建立“事物是變化的”、“事物間總存在聯系”等辯證思維。
重點 行星、恒星、星團、星系間的關系；宇宙的大尺度特點；多普勒效應解釋星系的運動；
難點 宇宙大尺度上的分布特點；生活中遇到過的多普勒效應現象
教學環節 教師活動 設計意圖
導入新課 自古以來，人們就一直對宇宙懷有難以割舍的好奇情結。 宇宙有多大？ 宇宙的年齡有多長？ 宇宙有著怎樣的結構？ 宇宙是從來如此，還是在不斷演化？ 這些問題曾使無數人魂牽夢縈。 導入新課
講授新課 一、宇宙中的天體系統 1、天體系統的層次： 按照天體在結構特點（包括體積、質量）、運動規律上的相似性劃分：行星、恒星、星團、星系等。 （1）行星：自身不發光，環繞著恒星的天體。地球是太陽的行星。 （2）恒星：自身發光發熱的天體。太陽是離地球最近的恒星。 （3）星團：恒星數目超過10顆以上，并且相互之間存在物理聯系(引力作用)的星群。由十幾顆到幾千顆恒星組成的，結構松散，形狀不規則的星團，屬于疏散星團；由上萬顆到幾十萬顆恒星組成，整體像圓形，中心密集的星團，屬于球狀星團。 （4）星系：數量巨大的恒星系及星際塵埃組成的運行系統。 2、星系是構成宇宙的基本單位。 星系是宇宙的基本單位。宇宙中有100億個星系，地球和太陽所在的是銀河系，其余的屬于河外星系。銀河系只是宇宙中最普通的一員。 視頻：星系閱讀材料：離我們最近和最遠的星系 3、天體間遙遠的距離：宇宙中天體的分布非常松散，星系與星系之間的距離是星系大小的幾十倍至幾百倍。如，仙女座星系離地球有200萬光年之遙。（注意單位）二、宇宙的大尺度分布 1、宇宙在大尺度上分布是均勻的： （1）20世紀30年年代，天文學家觀測了許多星系，發現星系大體上呈均勻分布。 （2）天文學家進一步發現，星系的分布雖然并不絕對均勻，但是在更大尺度上（109光年以上），宇宙中物質的分布是均勻。 2、宇宙在大尺度上是各向同性的： 宇宙在大尺度上不但是均勻的，而且觀測者在各個不同方向上觀測到的宇宙狀況也是相同，即宇宙在大尺度上還是各向同性的。 討論交流：根據宇宙是均勻和各向同性的這一結論能推斷宇宙是沒有中心的嗎？請說出你的理由。[參考：能。 因為，站在宇宙中任何一點位置，朝向各個方向觀察，所看到的大尺度的結構是相同的，所以不論站在宇宙中的哪個位置，所得到的大尺度的結果應該是相同的。 ]3、宇宙是沒有中心的： 既然宇宙在大尺度上是均勻的和各向同性的，那么宇宙各處的狀況和特點在大尺度上也應該是相同的，而且宇宙是無邊的。因為如果宇宙有邊，那么邊界處不可能是各向同性的，所以宇宙是無邊的，同樣宇宙也沒有中心。 三、膨脹的宇宙 1、幾個相關的概念： （1） 河外星系的譜線紅移現象： 天文學家在觀測星系時，發現來自星系的光譜線并不在標準波長上有譜線的波長都變紅長，即顏色變紅，也就是說譜線向紅端移動了，這個現象移為河外星系的譜線紅移。 （2） 多普勒效應： 多普勒效應是波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到的頻率與波源發出的頻率不同的現象。 遠方急駛過來的火車的鳴笛聲變得尖細，離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉，就是多普勒效應的現象。 小資料：多普勒效應2、星系間相互退行遠離： 天文學家在觀測星系時，發現來自星系的光譜線并不在標準的波長位置上，所有譜線的波長都變長,即顏色變紅了，也就是說譜線向紅端移動了，這個現象稱為河外星系的譜線紅移。 用多普勒效應來解釋河外星系譜線紅移，可以推斷星系之間正在相互退行遠離。 2、星系間的運動： 恒星相對我們太陽系存在視運動，當一個恒星相對于我們太陽系運動，而且方向是背著我們而去的，那么我們觀測到這個恒星發出的光的頻率會變低，波長會變長（向紅端移動）。即宇宙在膨脹。3、宇宙的膨脹特點： （1）星系間的相互遠離表明，隨著時間的推移，星系與星系之間的距離會變得越來越大，也就是說，宇宙正在膨脹。 （2）星系之間的退行是相互的，即在每一個星系上都觀測到其他星系離它而去。所以，宇宙膨脹是沒有中心的膨脹。 行星與恒星學生在七年級時已了解，但星團和星系的概念不熟悉。具體數據方面的介紹，有利于學生了解天體的層次。圖片、視頻和閱讀材料，可使學生進一步認識到銀河系及地球的“普通”及其在宇宙中的微小。從而認識到宇宙的浩瀚。為下1知識點宇宙的大尺度分布打鋪墊 宇宙的均勻和各向同性，學生對大尺度的理解比較模糊，圖片可建構一個模型，幫助理解先介紹幾個有關的概念，突破難點，理順思路，宇宙的運動變化是膨脹著演化，且沒有中心 這里采用的都是建構基礎上，推理獲得新知的方法。培養的是深層次的思維，學習科學方法來研究宇宙。
課堂練習 1、天文學家通過觀測，發現宇宙在大尺度上的物質分布是（　D　） A．不均勻且各向異性的 B．不均勻且各向同性的 C．均勻且各向異性的 D．均勻且各向同性的 2、 如圖，在一只氣球上畫一些小圓點，充氣使氣球不斷膨脹，觀察 此過程中各個小圓點之間的距離變化，用這個過程來模擬宇宙的變 化的實驗中，下列推斷正確的是（ C ） A．小黑點間距變大，可以說明星系的退行速度在變快B．氣球會脹破，說明宇宙最終會走向滅亡C．小黑點的間距變大，可以說明星系距離在變大，宇宙在膨脹D．小黑點間距變大，由熱脹冷縮原理可直接推斷宇宙溫度在不斷升高3、科學假說在科學發一中起著重要作用，但需要相應的現象或證據支 持。下列現象與假說對應正確的是（ C ） ①所有星系都在退行遠離，且退行的速度越快：大爆炸定宙論 ②關于天堂、人間和地獄的說法：哥白尼的“日心說 ③大西洋兩岸大陸輪廓的可拼合性：板塊學說 ④ 地球有晝夜更替現象：地球是一個球體 A．①②③ B．②③④ C．①③ D．①④ 4、下列關于宇宙的認識錯誤的是 （　A　） A．太陽是宇宙的中心 B．宇宙是無邊的、膨脹的 C．地球是圍繞太陽運動的 D．宇宙是由大量不同層次的星系構成的 5、下列有關星系間距離的描述，正確的是（　B　） ①地球與宇宙中所有星系的距離都在擴大 ②地球與宇宙中星系的距離有的在擴大，有的在縮小 ③宇宙中星系間的距離都在擴大 ④宇宙中星系間的距離有的在擴大，有的在縮小 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 6、現代科學理論認為，宇宙起源于超高溫超大密度時的一次熱大爆炸。下列關于星系運動速度的描述，正確的是（　A　） A．星系離地球越遠，相對地球的運動速度越快 B．星系離宇宙爆炸的中心越近，運動速度越快 C．星系相對地球的運動速度都相同 D．星系間的運動速度都相同 及時訓練，有利于鞏固剛剛學習的新知識。同時還有發現學生理解所學知識中存在的問題，便于及時糾正、修補。
課堂小結 1、宇宙的基本組成部分是星系； 2、在大尺度上，宇宙中物質的分布是均勻的，也是各向同性的；3、用多普勒效應來解釋譜線紅移現象，用譜線紅移來解釋宇宙是正在進行沒有中心的膨脹。 4、宇宙是在演化著的。 幫助學生掌握重點，更加容易的學習。
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第一章 宇宙的起源和演化
華師大版九年級下冊
第1節 我們的宇宙
教學目標
科學觀念：了解宇宙中的天體系統；了解宇宙在大尺度上的結
構特點；了解宇宙是無邊的且進行無中心的膨脹；了解多譜
勒效應。
科學思維：建立科學建模的思想；樹立推理認證獲得科學理論
的思想；
探究實踐：通過“體驗沒有中心的膨脹” 小實驗，了解宇宙中
星系相互退行遠離，從而理解宇宙的膨脹是無中心的；
態度責任：樹立科學的宇宙觀，建立“事物是變化的”,“事物
間總存在聯系”等辯證思維。
新知導入
自古以來，人們就一直對宇宙懷有難
以割舍的好奇情結。
宇宙有多大？
宇宙的年齡有多長？
宇宙有著怎樣的結構？
宇宙是從來如此，還是在不斷演化？
這些問題曾使無數人魂牽夢縈。
新知講解
一、宇宙中的天體系統
1、天體系統的層次：
按照天體在結構特點（包括體積、質量）、運動規律上的相似性劃分：行星、恒星、星團、星系等。
（1）行星：自身不發光，環繞著恒星的天體。地球是太陽的行星。
（2）恒星：自身發光發熱的天體。太陽是離地球最近的恒星。
（3）星團：恒星數目超過10顆以上，并且相互之間存在物理聯系(引力作用)的星群。由十幾顆到幾千顆恒星組成的，結構松散，形狀不規則的星團，屬于疏散星團；由上萬顆到幾十萬顆恒星組成，整體像圓形，中心密集的星團，屬于球狀星團。
（4）星系：數量巨大的恒星系及星際塵埃組成的運行系統。
新知講解
2、星系是構成宇宙的基本單位。
星系是宇宙的基本單位。宇宙中有100億個星系，地球和太陽所在的是銀河系，其余的屬于河外星系。銀河系只是宇宙中最普通的一員。
視頻：
星 系
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閱讀：
離我們最近和最遠的星系
新知講解
3、天體間的距離遙遠：
宇宙中天體的分布非常松散，星系與星系之間的距離是星系大小的幾十倍至幾百倍。如，仙女座星系離地球有200萬光年之遙。
二、宇宙的大尺度分布
1、宇宙在大尺度上分布是均勻的：
（1）20世紀30年年代，天文學家觀測了許多星系，發現星系大體上呈均勻分布。
（2）天文學家進一步發現，星系的分布雖然并不絕對均勻，但是在更大尺度上（109光年以上），宇宙中物質的分布是均勻。
新知講解
2、宇宙在大尺度上是各向同性的：
宇宙在大尺度上不但是均勻的，而且觀測者在各個不同方向上觀測到的宇宙狀況也是相同，即宇宙在大尺度上還是各向同性的。
新知講解
討論交流
根據宇宙是均勻和各向同性的這一結論能推斷宇宙是沒有中心的嗎？請說出你的理由。
能。
因為，站在宇宙中任何一點位置，朝向各個方向觀察，所看到的大尺度的結構是相同的，所以不論站在宇宙中的哪個位置，所得到的大尺度的結果應該是相同的。
新知講解
3、宇宙是沒有中心的：
既然宇宙在大尺度上是均勻的和各向同性的，那么宇宙各處的狀況和特點在大尺度上也應該是相同的，而且宇宙是無邊的。因為如果宇宙有邊，那么邊界處不可能是各向同性的，所以宇宙是無邊的，同樣宇宙也沒有中心。
新知講解
三、膨脹的宇宙
1、幾個相關的概念：
（1） 河外星系的譜線紅移現象：
天文學家在觀測星系時，發現來自星系的光譜線并不在標準波長上有譜線的波長都變紅長，即顏色變紅，也就是說譜線向紅端移動了，這個現象移為河外星系的譜線紅移。
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（2） 多普勒效應：
多普勒效應是波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到的頻率與波源發出的頻率不同的現象。
遠方急駛過來的火車的鳴笛聲變得尖細，離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉，就是多普勒效應的現象。
小資料：
多普勒效應
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2、星系間相互退行遠離：
天文學家在觀測星系時，發現來自星系的光譜線并不在標準的波長位置上，所有譜線的波長都變長,即顏色變紅了，也就是說譜線向紅端移動了，這個現象稱為河外星系的譜線紅移。
用多普勒效應來解釋河外星系譜線紅移，可以推斷星系之間正在相互退行遠離。
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2、星系間的運動：
恒星相對我們太陽系存在視運動，當一個恒星相對于我們太陽系運動，而且方向是背著我們而去的，那么我們觀測到這個恒星發出的光的頻率會變低，波長會變長（向紅端移動），即宇宙在膨脹。
活動：
體驗沒有中心的膨脹
1） 把氣球吹成球形（吹時不要過分用力，為下一步吹得更大留余地）；
2）用沾有墨汁的毛筆在氣球表面均勻地畫上小圓點；
3）把氣球吹大至排球大小；
4）觀察氣球上任意一個黑點與其周圍其他圓點之間的距離。
你能通過黑色圓點之間距離的增大找出哪個圓點位于這些圓點的中心嗎？說說你的理由。
當氣球被吹大時，每兩個小圓點間的距離都在增大，且氣球越大，兩點間的距離增大越快。
若氣球代表宇宙；小圓點代表星系；則說明，宇宙在膨脹時，是沒有中心的。
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3、宇宙的膨脹特點：
（1）星系間的相互遠離表明，隨著時間的推移，星系與星系之間的距離會變得越來越大，也就是說，宇宙正在膨脹。
（2）星系之間的退行是相互的，即在每一個星系上都觀測到其他星系離它而去。所以，宇宙膨脹是沒有中心的膨脹。
隨堂練習
1、天文學家通過觀測，發現宇宙在大尺度上的物質分布是（　　）
A．不均勻且各向異性的
B．不均勻且各向同性的
C．均勻且各向異性的
D．均勻且各向同性的
D
隨堂練習
2、 如圖，在一只氣球上畫一些小圓點，充氣使氣球不斷膨脹，觀察
此過程中各個小圓點之間的距離變化，用這個過程來模擬宇宙的變
化的實驗中，下列推斷正確的是（ ）
A．小黑點間距變大，可以說明星系的退行速度在變快
B．氣球會脹破，說明宇宙最終會走向滅亡
C．小黑點的間距變大，可以說明星系距離在變大，宇宙在膨脹
D．小黑點間距變大，由熱脹冷縮原理可直接推斷宇宙溫度在不斷升高
C
隨堂練習
3、科學假說在科學發一中起著重要作用，但需要相應的現象或證據支
持。下列現象與假說對應正確的是（ ）
①所有星系都在退行遠離，且退行的速度越快：大爆炸定宙論
②關于天堂、人間和地獄的說法：哥白尼的“日心說
③大西洋兩岸大陸輪廓的可拼合性：板塊學說
④ 地球有晝夜更替現象：地球是一個球體
A．①②③ B．②③④ C．①③ D．①④
C
隨堂練習
4、下列關于宇宙的認識錯誤的是 （　　）
A．太陽是宇宙的中心
B．宇宙是無邊的、膨脹的
C．地球是圍繞太陽運動的
D．宇宙是由大量不同層次的星系構成的
A
隨堂練習
5、下列有關星系間距離的描述，正確的是（　　）
①地球與宇宙中所有星系的距離都在擴大
②地球與宇宙中星系的距離有的在擴大，有的在縮小
③宇宙中星系間的距離都在擴大
④宇宙中星系間的距離有的在擴大，有的在縮小
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
B
隨堂練習
6、現代科學理論認為，宇宙起源于超高溫超大密度時的一次熱大爆炸。下列關于星系運動速度的描述，正確的是（　　）
A．星系離地球越遠，相對地球的運動速度越快
B．星系離宇宙爆炸的中心越近，運動速度越快
C．星系相對地球的運動速度都相同
D．星系間的運動速度都相同
A
隨堂練習
7、如果在氣球表面點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
B
課堂總結
1、宇宙的基本組成部分是星系；
2、在大尺度上，宇宙中物質的分布是均勻的，也是各向同性的；
3、用多普勒效應來解釋譜線紅移現象，用譜線紅移來解釋宇宙是正在進行沒有中心的膨脹。
4、宇宙是在演化著的。
板書設計
1.1 我們的宇宙
1、宇宙的基本組成部分是星系；
行星→恒星→星團→星系
（100多億個）
2、大尺度（109光年） 宇宙物質分布：均勻、各向同性
3、多普勒效應→譜線紅移現象→星系相互退行遠離→宇宙無中心膨脹
4、宇宙：演化
（銀河系是普通一員）
銀河系（普通一員）
河外星系
作業布置
1、復習本課時主要內容；
2、完成學案中的“課后練習”；
3、完成作業本中相應練習；
4、預習下一課時主要內容。
謝謝
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