資源簡介

(共42張PPT)
10.4 浩瀚的宇宙
第十章 從粒子到宇宙
知識點
從太陽系到銀河系
知1－講
1
1. 太陽系結構
知1－講
拓展延伸
太陽系的誕生
太陽系是大約50億年前由星際氣體和塵埃構成的云狀物形成的。引力的作用使云狀物開始收縮并且在云狀物中心產生了一團高密度的球狀氣體，高密度區域的溫度最終升高到足以引起核反應的程度，這時它便形成了我們這個系統中的恒星——太陽。同時，引力作用還使云狀物以越來越快的速度旋轉，在旋轉過程中，云狀物中的物質被展平成一個圍繞著中心旋轉的圓盤，盤中的物質又形成了太陽系中較小的天體，這些天體包括行星、小行星和彗星。
知1－講
2. 太陽系和銀河系的結構
太陽系 銀河系
組 成 太陽系的成員包括一顆恒星、八大行星、六十六顆衛星、 很多顆小行星以及數量眾多的彗星、流星和星際物質等。離太陽系最近的恒星“比鄰星”距離地球約4.3 l.y.(光年) 銀河系是由3 000 多億顆恒星形成的巨大星系。銀河系的尺度大約是1.0× 105 l.y.(光年)，相當于9.460 5×1017 km
知1－講
太陽系是我們所在的宇宙區域，由太陽和其周圍的行星、衛星等構成。其中最大的行星是木星，直徑為139 822 km，而最小的行星是水星，直徑僅為4 879 km。太陽系中距離最遠的天體是冥王星，距離太陽約59 億千米。
知1－講
而當我們進一步將視野擴大到整個銀河系時，太陽系只不過是微不足道的一部分。銀河系是由3000 多億顆恒星以及無數的行星、恒星遺跡等物質構成的。銀河系的寬度約10 萬光年，厚度約1000 光年。太陽系位于銀河系的一個旋臂中，與銀心的距離約為2.5 萬光年。
知1－講
關聯結果
光年(l.y.):光在真空中一年傳播的距離。
1 l.y.=9.460 8x1012 km。
關聯思考光年是什么物理量的單位？ 1 光年有多大？
知1－練
例 1
[開學·梅州]已知光的速度是每秒行走300 000 km，經歷一年時間光行走____________km，已知光從銀河系的一邊射出，當光到達對邊時所經歷的時間約為100000 年，則銀河系的尺度約為___________ km。
9.4608×1012
9.4608×1017
知1－練
解題秘方：由于光的速度已知，利用速度公式可求得一年時間內光行走的距離；同理可求得銀河系的范圍。
解析：由題意知，光速v=30 0 000 km/s=3×108 m/s，則光一年時間內行走的距離s=vt=3×108 m/s×365×24×
3600 s=9.4608×1015 m=9.4608×1012 km；銀河系的范圍
s ′=vt ′=3×108 m/s×100 000×365×24×3 600 s=9.4608×
1020 m=9.4608×1017 km。
知1－練
1. 人類從未停止對宇宙的探索，下列說法正確的是( )
A. 宇宙是一個沒有層次的天體結構系統
B. 宇宙中的天體在不停運動， 地球是宇宙真正的中心
C. 太陽是銀河系中的一顆恒星， 它的位置是固定不變的
D. 銀河系的直徑大約為10 萬光年，可知光年是長度單位
D
知2－講
知識點
宇宙到底有多大
2
1. 宇宙的尺度
人類能夠觀測到的范圍：1.37×1010 l.y.(光年)。在這個可觀測到的范圍內有上千億個星系。每個星系約有1 000 億顆恒星，估計宇宙間恒星總數可達1022 個。
光年是距離的單位。
知2－講
2. 宇宙的層級結構
知2－講
宇宙中最大的結構是超級星系團，由數百個星系構成，其直徑可達1 億光年以上。而宇宙本身的尺寸更是難以估量，因為其擴張速度還在不斷加速。
知2－講
在宇宙中測量距離也需要采用不同的方法。對于太陽系內的天體，我們通常使用天文單位(AU)來表示距離，其中1 AU 等于地球到太陽的平均距離。而當距離超過太陽系時，我們需要使用光年(l.y.)等更大的單位來表示。1 光年是光在真空中一年內傳播的距離，相當于9.4 6×1012 km。
知2－講
總體來說，宇宙是一個無限遼闊的空間，其中包含了各種尺度和距離的天體結構。我們需要通過不斷觀測和研究，才能更好地理解宇宙的奧秘。
知2－講
拓展延伸
大爆炸宇宙論
“大爆炸宇宙論”認為：宇宙是由一個致密熾熱的奇點于137 億年前一次大爆炸后膨脹形成的。1927 年，比利時天文學家和宇宙學家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假說。20 世紀20 年代，天文學家哈勃利用儀器觀察星系發出的光，發現星系的光譜向長波方向偏移，稱之為譜線“紅移”，此現象說明星系在遠離我們而去，并推斷出整個宇宙在不斷膨脹中。
知2－練
[中考·綿陽]微觀和宏觀物體的大致尺度按從小到大
的順序排列，正確的是( )
A. 電子——原子——生物體——太陽系——銀河系
B. 電子——分子——生物體——銀河系——太陽系
C. 原子——原子核——生物體——太陽系——銀河系
D. 電子——原子核——生物體——銀河系——太陽系
例 2
知2－練
解題秘方：地月系是太陽系中的一小部分，而太陽系又是銀河系中的一部分；生物體由物質構成，物質由分子和原子構成；原子由原子核和核外電子構成。
知2－練
解析：原子核由質子和中子構成，電子和原子核構成原子，原子構成分子，分子構成生物體，地球上有很多的生物體和其他物質，地球又是太陽系中的一顆行星，太陽系是銀河系中的眾多星系之一。故從小到大的順序為電子、原子、生物體、太陽系、銀河系。故選A。
答案：A
知2－練
2. 土星的第六顆衛星簡稱“土衛六”，“土衛六”
離地球最近時，距離地球大約為1.3×1012 m，假如小雨此時站在“ 土衛六” 上，能用望遠鏡看到地球上的景象， 他看到的是( )
A. 地球上106 個小時前的景象
B. 地球上1 個多小時前的景象
C. 地球上現在的景象
D. 地球上1 個多小時后的景象
B
知3－講
知識點
開發新家園
3
1. 尋找“外星人”
據天文學家推算，除銀河系外，可能還有1 000 多億個星系!而每個星系里又包含幾十億甚至上百億個星體，假如每個星系中只有一個星體上有生命，那么，宇宙空間至少有1 000億個星體上存在生命。
知3－講
2. 人類走向太空歷程
月球基地 國際空間站
“祝融號”火星車
知3－講
3. 窺探宇宙的“利器”
在人類的探索歷程中，望遠鏡不斷刷新著我們對宇宙的認知。例如，哈勃太空望遠鏡作為人類歷史上最重要的天文觀測設備之一，其觀測能力已經超越了地球大氣層的限制，能夠捕捉到更遠、更暗弱的星光。哈勃太空望遠鏡曾觀測到距離地球數十億光年的星系，為我們揭示了宇宙的早期歷史。
知3－講
隨著射電望遠鏡的發明和其性能的進一步提高，人們的視野也越來越寬廣。射電望遠鏡與光學望遠鏡不同，它既沒有高高豎起的望遠鏡鏡筒，也沒有物鏡、目鏡，它由天線和接收系統兩大部分構成。
知3－講
知識拓展
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。宇宙是物質世界，它處于不斷地運動和發展中，在空間上無邊無界，在時間上無始無終。宇宙是多樣而又統一的。它的多樣性在于物質的表現形態；它的統一性在于其物質性?！痘茨献印ぴ烙枴纷ⅲ骸八姆缴舷略挥睿磐駚碓恢妫杂魈斓亍！庇钪?，一般當成天地萬物的總稱。人類對宇宙的認識，從太陽系到銀河系，再擴展到河外星系、星系團乃至總星系。人們的視野已達到一百多億光年的宇宙深處。有人把總星系稱為“觀測到的宇宙”“我們的宇宙”；也有人把總星系稱為宇宙。
知3－練
例 1
[立德樹人家國情懷模擬·泉州]中國航天從“天宮”建站到“嫦娥”奔月，從“天問”探火到“羲和”追日，標志著我國一步步邁進太空探測的征程。下列選項中空間尺度最小的是( )
A. 宇宙 B. 銀河系 C. 太陽 D. 地球
知3－練
解析：宇宙擁有上千億個星系，銀河系只是其中之一；銀河系是由3 0 0 0 多億顆恒星形成的巨大星系，太陽只是其中普通的一員；太陽是太陽系中心，地球是太陽系中的一個行星。按尺度大小順序排列為宇宙、銀河系、太陽系、地球，故A、B、C 不符合題意，D 符合題意。
答案：D
知3－練
3. 下列是有關宇宙中“黑洞”的說法, 其中正確的是(　　)
A. 黑洞沒有質量, 所以相當于不存在
B. 黑洞運動得極快, 宇宙中唯有它的速度超過光速
C. 黑洞是天文學家假想的天體, 目前沒有證據表明它的存在
D. 黑洞是宇宙間最神秘的天體之一, 它能吸引附近所有物質
D
知4－講
知識點
跨學科實踐 為“天宮課堂”設計一個小實驗
4
1. 活動內容 為“天宮課堂”設計一個小實驗。
2. 活動成員構成 同班同學。
3. 活動前的準備工作
(1)觀看2013 年6 月20 日的“太空授課”。
(2)觀看2021 年12 月9 日的“天宮課堂”。
知4－講
4. 方案制訂與實施
(1)在課堂上集中播放“太空授課”與“天宮課堂”的精彩片段，同時筆記記錄其中涉及的基礎物理實驗名稱及簡單的實驗步驟。
(2)小組成員交流討論實驗中涉及的物理原理，遇到不懂，可以請教教師。
知4－講
(3)小組集體討論用學過的物理知識，設計1 ~2 個能在空間站里做的物理小實驗或是跨學科小實驗。要有實驗原理、實驗方案、實驗器材以及實驗展示。如有必要，教師可參與指導。
知4－講
5. 成果展示與交流
(1)將各小組設計的小實驗進行集中展示。
(2) 針對展示的小實驗，全班同學逐一進行交流探討其可行性以及需要改進或完善之處。
(3)推選出幾個優秀的小實驗和實施方案。
知4－講
(4)寫一封請求實現心愿的信件，集中集體討論出的針對“天宮課堂”的其他建議與設想，也一并附在信內。
(5)將推選的小實驗、實施方案和信件一并寄給中國國家航天局。
知4－講
知識鏈接
本次跨學科實踐活動的目的與意義：航天員精彩的太空授課不僅將青少年帶進了充滿奇趣奧妙的太空世界，更在孩子們心中種下了追逐航天夢想的種子。通過弘揚航天精神，鼓勵青少年勇攀科學高峰，為全社會營造良好教育氛圍，激發民族自豪感。通過自行設計實驗方案，滲透創新意識，為培養科技創新人才提供有力支持。
知4－練
[跨學科 日常生活]小宇觀看完“天宮課堂”，馬上躍躍欲試，提出以下實驗是可以安排在下一次“天宮課堂”上開展的：
例 4
知4－練
(1)航天員演示身著艙外航天服成功出艙，并完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作臺等工作。機械臂工作時類似于人的手臂，屬于______(填“杠桿”或“滑輪”)。
解析：人的手臂在工作的過程中，能繞固定點轉動，是杠桿，由題意可知，機械臂工作時是杠桿。
杠桿
知4－練
(2)航天員們演示在飛船艙內時，能通過聲波溝通；而在艙外身穿航天服作業時，不能通過聲波溝通，原因是____________。
解析：航天員們在飛船艙內時，艙內有空氣，所以能通過聲波溝通；而因為艙外是真空的，聲音不能在真空中傳播，所以不能通過聲波溝通。
真空不能傳聲
知4－練
(3)航天員在空間站里比賽吃辣椒，可以看到他們辣的流淚的同時，______ (填“能夠”或“無法”)展示“淚如雨下”的現象。
解析：空間站處于失重狀態，所以不受重力作用的影響，因此航天員在空間站里無法展示“淚如雨下”的現象
無法
知4－練
(4)航天員在空間站里演示理發。理發時用到一種特殊的“理發神器”——吸塵式理發器。該工具集理發與吸塵功能于一體，可以將剪下的頭發碎屑迅速收集到機器內部。吸塵式理發器工作時，機器內部的空氣流速______周圍空氣流速，使頭發碎屑在空間站內的氣壓作用下，向機器內部運動。
大于
知4－練
解析：吸塵式理發器工作時，機器內部的空氣流速大于周圍空氣流速，壓強小于周圍空氣的壓強，使頭發碎屑在空間站內的氣壓作用下，向機器內部運動。
知4－練
4. 太空艙中的物體處于失重狀態，以下實驗，能在太空艙中正常開展的是( )
D
浩瀚的宇宙
浩瀚的宇宙
宇宙的層次
宇宙的尺度
開發新家園
宇宙- 銀河系-太陽系- 地月系
天宮系列
天舟系列
天和系列

展開更多......

收起↑