【暑假提前學(xué)】2025年秋浙教版科學(xué)七年級上冊教學(xué)課件 第3章 第3節(jié) 人類對宇宙的探索VIP

第3章

廣袤浩瀚的宇宙第3節(jié)

人類對宇宙的探索七上科學(xué)

ZJ1.知道從地心說到日心說的發(fā)展歷程，領(lǐng)悟科學(xué)家敢于質(zhì)疑、追求真理的科學(xué)精神。2.認(rèn)識宇宙的起源、膨脹和演化，理解宇宙大爆炸理論的主要觀點(diǎn)，發(fā)展科學(xué)思維。3.了解銀河系的大小和結(jié)構(gòu)，知道銀河系是宇宙中的一個普通星系，說出太陽在銀河系中的位置，發(fā)展科學(xué)觀念。4.知道太陽有形成、演化和衰老的過程，是銀河系中一顆普通的恒星；了解恒星的演化過程。地球曾被人們認(rèn)為是宇宙中獨(dú)一無二的天體，是宇宙的中心。科學(xué)研究表明，地球位于太陽系內(nèi)，太陽系位于銀河系比較邊緣的一個普通的位置，并沒有明顯的獨(dú)特地位。關(guān)于宇宙和我們賴以生存的地球，從古到今，人們的認(rèn)識經(jīng)歷了根本性的變革。1.我國古代對宇宙的認(rèn)識（1）蓋天說提出時間中國戰(zhàn)國時期主要內(nèi)容天圓如張蓋，地方如棋盤影響雖然已經(jīng)擺脫神話的影響，但遠(yuǎn)沒有揭示宇宙的本質(zhì)（2）到秦漢時期，人們初步認(rèn)識了太陽、月球和5顆行星（金星、木星、水星、火星、土星，即“金木水火土”）的基本運(yùn)動規(guī)律，并能推算天象的發(fā)生。2.地心說提出背景早期的希臘人相信，宇宙是完美的，地球是宇宙的中心提出過程公元2世紀(jì)，希臘天文學(xué)家托勒密在亞里士多德等前人對宇宙的認(rèn)識的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了地球中心學(xué)說，創(chuàng)立了“地心說”模型主要內(nèi)容地球是宇宙的中心，且靜止不動，太陽、月球、行星和其他所有天體都圍繞著地球在各自的圓形軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)影響“地心說”可以解釋5顆行星的觀測路徑，以及太陽、月球的運(yùn)動路徑。盡管托勒密的“地心說”模型并不正確，但它能解釋很多人們觀察到的天文現(xiàn)象，在隨后的1

000多年里，普遍為人們所接受，并給發(fā)現(xiàn)“地心說”不足的人們造成了難題3.日心說（1）哥白尼“日心說”提出背景科學(xué)家經(jīng)過仔細(xì)觀測，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)行規(guī)律與托勒密的宇宙體系并不吻合提出過程16世紀(jì)，哥白尼用自制的簡陋儀器，經(jīng)過20年的天文觀測與研究發(fā)現(xiàn)，與其他5顆行星一樣，地球也是一顆行星。天空中觀察到的行星運(yùn)動可通過旋轉(zhuǎn)的地球來簡單地解釋。在得出地球是一顆行星后，哥白尼為太陽系建立了一個“日心說”模型。哥白尼在臨終前，出版了著作《天球運(yùn)行論》，闡述了“日心說”的理論基礎(chǔ)主要內(nèi)容認(rèn)為太陽是宇宙的中心，地球和行星都圍繞太陽做圓周運(yùn)動影響與地球是宇宙的中心的觀點(diǎn)相比，“日心說”的提出是一個重大突破。但哥白尼保留了希臘人的行星做圓周運(yùn)動的觀點(diǎn)，也未能正確解釋行星的運(yùn)動方式與成因。“日心說”吸引人的地方是它簡單，人們可以更好地理解它?！叭招恼f”挑戰(zhàn)了當(dāng)時占主導(dǎo)地位的“地心說”重要意義哥白尼“日心說”的建立，使人們的認(rèn)識從“地球中心”走向“太陽中心”。今天，我們知道，除了太陽，太陽系中還包括行星及其衛(wèi)星，以及各種更小的天體，這些大大小小的天體都圍繞太陽公轉(zhuǎn)（2）伽利略對“日心說”的推廣①在絕大多數(shù)人仍相信“地心說”的時代，人們需要更多的證據(jù)才能接受“日心說”。科學(xué)家伽利略所收集的證據(jù)，逐漸讓人們相信“日心說”是正確的。伽利略對哥白尼學(xué)說的發(fā)展與傳播起到了很大作用，留下了不可磨滅的印記。②1609年，伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測天空，為“日心說”提供了新的觀測證據(jù)。伽利略發(fā)現(xiàn)：太陽上有黑子，說明太陽并不完美；圍繞著木星的有4顆衛(wèi)星，說明并非所有天體都在繞地球運(yùn)行。木星有衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的事實為哥白尼學(xué)說提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。金星的位相變化也說明金星并不是圍繞地球公轉(zhuǎn)的。③伽利略的觀測發(fā)現(xiàn)與當(dāng)時人們對宇宙的普遍認(rèn)識并不一致，挑戰(zhàn)了居于統(tǒng)治地位的“地心說”。1633年，羅馬宗教裁判所判處伽利略終身監(jiān)禁，隨后改為軟禁，直到他在1642年病逝。

教材第117頁太陽不是宇宙的中心?？茖W(xué)研究表明，太陽位于太陽系中，太陽系位于銀河系比較邊緣的一個普通的位置，并沒有明顯的獨(dú)特地位。典例1

下列關(guān)于“地心說”和“日心說”的說法，正確的是(

)

CA.“地心說”認(rèn)為地球繞太陽轉(zhuǎn)，“日心說”認(rèn)為太陽繞地球轉(zhuǎn)B.“地心說”宇宙體系在科學(xué)發(fā)展史上的作用是發(fā)展“日心說”宇宙體系C.“日心說”闡明了天體運(yùn)行規(guī)律，為后人認(rèn)識太陽系，進(jìn)而認(rèn)識地球的起源奠定了基礎(chǔ)D.“日心說”從現(xiàn)代天文學(xué)的角度看是正確的解析：“地心說”認(rèn)為太陽及其他天體圍繞地球運(yùn)動，“日心說”認(rèn)為地球和行星是繞太陽做圓周運(yùn)動的，所以選項A錯誤。“地心說”宇宙體系在科學(xué)發(fā)展觀上的作用是打破了天圓地方的宇宙觀，建立了宇宙空間的觀念，所以選項B錯誤?！叭招恼f”在今天看來，也不是正確的，因為太陽并不是宇宙的中心，所以選項D錯誤。1.宇宙的組成浩瀚的宇宙中有各種不同的天體，這些天體又組成了大小不同的天體系統(tǒng)。我們看到的宇宙就是由各種不同的天體系統(tǒng)組成的?？茖W(xué)家借助現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡，揭開了宇宙中的許多奧秘。2.星系的觀測二十世紀(jì)一二十年代，天文學(xué)家用大型望遠(yuǎn)鏡觀測了銀河系以外的星系，測出不同星系間的距離，判斷它們的運(yùn)動速度以及運(yùn)動方向。

3.星系的運(yùn)動——哈勃的研究研究過程1929年，天文學(xué)家哈勃根據(jù)自己對銀河系以外星系距離的測定，結(jié)合其他天文學(xué)家的工作，分析了20多個星系的退行速度和距離。研究成果星系運(yùn)動特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)銀河系以外的大多數(shù)星系都在遠(yuǎn)離我們而去，距離越遠(yuǎn)，離開我們的速度越大。這表明，我們所處的宇宙正在膨脹研究成果哈勃定律內(nèi)容意義哈勃定律被隨后的進(jìn)一步觀測所證實。哈勃定律反映了宇宙的整體性，展示了一幅宇宙整體退行圖景，即宇宙正在不斷地膨脹

教材第119頁幾乎所有的星系都在退行，并不意味著地球處于宇宙的中心。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，除了距離最近的星系以外，其他的星系都在遠(yuǎn)離地球而去。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，距離越遠(yuǎn)的星系，其退行的速度越快。但是，這些星系的退行運(yùn)動并不是穿行于宇宙空間之中的，而是宇宙空間自身的整體膨脹。4.星系運(yùn)動模型的建立（含教材第119頁探索活動答案）為了幫助我們更好地理解星系是如何運(yùn)動的，我們可以建立星系運(yùn)動模型，了解星系運(yùn)動的特點(diǎn)。步驟（1）準(zhǔn)備一只氣球，在其表面貼上一些圓形小紙片。小紙片代表星系。（2）在圓形小紙片上用筆做記號，表示星系上的居民，記錄相鄰“星系”的位置和距離。步驟（3）用打氣筒持續(xù)地向氣球充氣，使氣球不斷地脹大（即宇宙膨脹），如圖。_____________________________（4）觀察氣球在脹大過程中，各張圓形小紙片間距離的變化。這些“星系”之間的距離發(fā)生了怎樣的變化？現(xiàn)象在氣球脹大過程中，氣球上圓形小紙片間的距離在不斷擴(kuò)大。這些“星系”之間的距離在不斷增大結(jié)論在宇宙膨脹過程中，不管是哪個星系，其他星系都在不斷地離它遠(yuǎn)去，各個星系彼此后退，膨脹沒有中心5.愛因斯坦的廣義相對論對宇宙研究的貢獻(xiàn)（1）1915年，著名科學(xué)家愛因斯坦建立了廣義相對論，他將廣義相對論用于宇宙的研究，建構(gòu)了一個靜態(tài)的宇宙模型。（2）1922年，蘇聯(lián)科學(xué)家弗里德曼從廣義相對論出發(fā)，得到了一個均勻地膨脹或收縮的宇宙模型，遺憾的是這個動態(tài)的模型并不為當(dāng)時的人們所重視。當(dāng)哈勃定律公布后，人們驚喜地發(fā)現(xiàn)，天文觀測發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象正是理論模型所預(yù)言的現(xiàn)象。理論預(yù)言被天文觀測證實了！

教材第120頁根據(jù)目前的宇宙大爆炸理論，宇宙確實在不斷膨脹，這意味著在過去的某個時刻，宇宙比現(xiàn)在小，星系之間的距離也更近。然而，當(dāng)追溯到宇宙誕生的極早期，根據(jù)現(xiàn)有理論，宇宙可能經(jīng)歷了一個被稱為“奇點(diǎn)”的階段，在這個點(diǎn)上，傳統(tǒng)的物理學(xué)定理可能不再適用。但目前對于“奇點(diǎn)”的本質(zhì)和在那之前的情況，我們的理解還存在很多的未知和不確定性。雖然當(dāng)前的科學(xué)理論支持宇宙從一個高密度、高溫的狀態(tài)開始膨脹，但對于宇宙最初的那個瞬間，還需要更多的研究和探索來完善和驗證相關(guān)的理論。6.宇宙大爆炸理論（1）宇宙大爆炸理論奠基者1948年，伽莫夫等人建立的元素生成理論，為宇宙起源的大爆炸理論奠定了基礎(chǔ)主要內(nèi)容宇宙起源于極高溫、極高密度的“奇點(diǎn)”的大爆炸，之后宇宙不斷膨脹、溫度不斷下降，生成各種物質(zhì)，形成各種星系，演化成今天的宇宙，今天的宇宙仍將繼續(xù)膨脹下去觀測證據(jù)意義宇宙膨脹得到了觀測事實的有力支持，宇宙大爆炸理論成功地解釋了很多觀測事實。宇宙大爆炸理論已成為被人們廣為接受的一種宇宙起源學(xué)說，是目前最準(zhǔn)確的描述宇宙從誕生到當(dāng)前狀態(tài)的模型。不足雖然宇宙大爆炸理論已經(jīng)取得很大的成功，但是隨著研究的不斷深入，仍然遇到了不少的疑難問題。宇宙有沒有邊界？宇宙會終結(jié)嗎？……這些問題，有待于人們?nèi)ヌ剿骱妥C實。（像一切科學(xué)理論一樣，宇宙大爆炸理論沒有，也不會窮盡一切真理，它也有局限性，是“未完成的樂章”）（2）宇宙的起源與演化①多方面觀測研究表明，我們的宇宙始于約138億年前的一次大爆炸，大爆炸為后來的星系、恒星和行星的形成與演化提供了所有的能量。②如圖為宇宙演化年表，突出了重要的物質(zhì)與能量演化事件。宇宙大爆炸理論是目前最準(zhǔn)確的描述宇宙從誕生到當(dāng)前狀態(tài)的模型。典例2

下列有關(guān)大爆炸宇宙論的說法正確的是(

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BA.因為宇宙在不斷膨脹的事實為大爆炸宇宙論提供了有力證據(jù)，所以大爆炸宇宙論已經(jīng)說明了宇宙起源的事實B.大爆炸宇宙論是科學(xué)家通過科學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)的一些自然現(xiàn)象所建立的假說C.大爆炸宇宙論是科學(xué)家通過科學(xué)觀察和研究得出的一個科學(xué)結(jié)論D.大爆炸宇宙論和牛頓第一定律一樣是科學(xué)定律解析：大爆炸宇宙論是目前被人們廣為接受的一種宇宙起源學(xué)說，并不是科學(xué)結(jié)論，更不是科學(xué)定律。隨著科技的進(jìn)步，人們對宇宙的認(rèn)識還將不斷深入。1.星系概念星系是由單顆恒星、恒星系統(tǒng)、星團(tuán)、塵埃和氣體在引力作用下聚集在一起形成的大型天體系統(tǒng)分類天文學(xué)家把大多數(shù)星系分為三類：旋渦星系、橢圓星系和不規(guī)則星系形狀銀河系是一個旋渦星系。從側(cè)面看，銀河系呈扁圓盤狀；從上往下看，能夠看到銀河系的旋渦結(jié)構(gòu)。我們無法在地球上看到銀河系的旋渦結(jié)構(gòu)，因為太陽系位于銀河系的一條旋臂上組成由眾多恒星及星際物質(zhì)組成的一個巨大星系，所有的恒星都圍繞銀河系的中心旋轉(zhuǎn)2.銀河系太陽系處在銀河系中，當(dāng)我們仰望夏季的夜空，看到橫跨夜空的那條銀河時，其實我們正在銀河系內(nèi)部觀察我們生存的這個星系的中心。大小圖示_____________________________________________________3.河外星系河外星系即銀河系外的其他星系。（1）1919年，哈勃用當(dāng)時最大且最先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡，測定了仙女座大星云（星系）的距離，發(fā)現(xiàn)這個距離遠(yuǎn)大于銀河系的直徑。其實，仙女星系是一個比銀河系更巨大的星系。我們?nèi)庋塾^察到的仙女星系是由許多星星集中在一起的模糊小點(diǎn)。（2）宇宙中有上千億個星系，每個星系中同樣含有數(shù)量巨大的恒星。例如，天文學(xué)家估計，北斗七星范圍內(nèi)存在100多萬個星系。4.宇宙銀河系雖然很大，但在整個宇宙中顯得微不足道。銀河系只是廣闊深空中上千億個星系中的一個普通星系。銀河系和銀河系外的河外星系構(gòu)成了廣闊無垠的宇宙。下圖顯示了不同尺度的天體所橫跨的范圍。

教材第124頁（1）面向北天星空，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗狀，很容易認(rèn)出。其斗柄在不同季節(jié)指向不同。在晚上八九點(diǎn)鐘觀測，春天斗柄朝東，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。簡單口訣：東南西北，春夏秋冬。（2）把北斗七星中斗前的兩星連線，并朝斗口方向延伸5倍距離，就可以找到北極星。典例3

(2024·嘉興期末)伴隨著人類探索宇宙的步伐，關(guān)于牛郎織女的“銀河”對于我們來說也不再陌生。下列有關(guān)銀河系的說法正確的是(

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DA.銀河系是我們目前觀察到的宇宙的全部B.太陽系是銀河系內(nèi)唯一的天體系統(tǒng)C.我們的家園——地球位于銀河系的中心D.銀河系的形狀側(cè)視像大鐵餅，俯視像大漩渦解析：銀河系只是宇宙的一部分，故A錯誤。太陽系是銀河系內(nèi)很小的一個天體系統(tǒng)，故B錯誤。地球位于太陽系中，太陽系位于銀河系的一條旋臂上，所以地球沒有位于銀河系的中心，故C錯誤。從側(cè)面看，銀河系呈扁圓盤狀；從上往下看，能夠看到銀河系的旋渦結(jié)構(gòu)，故D正確。1.研究恒星演化的意義

太陽是銀河系內(nèi)一顆相當(dāng)普通的恒星。每一顆恒星都有其誕生、演化和死亡的過程，這是一個十分緩慢的過程。太陽是地球的能量之源，沒有太陽，人類就不能生存。研究恒星的誕生、演化和死亡，對人類的生存具有重要意義。2.恒星的形成（1）恒星的誕生：隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，出現(xiàn)了由中性原子構(gòu)成的宇宙塵埃。宇宙塵埃在引力作用下，會變得更加密集，并越聚越大，形成氣體狀態(tài)的星云團(tuán)。隨著星云團(tuán)的收縮，溫度不斷升高，當(dāng)溫度變得非常熾熱，星云團(tuán)就開始發(fā)光。于是，恒星誕生了。

3.恒星壽命與質(zhì)量的關(guān)系恒星是不會永久存在的。一顆恒星壽命的長短取決于它的質(zhì)量大小:質(zhì)量越大,壽命越短；質(zhì)量越小,壽命越長。4.太陽未來的演變過程階段特點(diǎn)紅巨星階段大約50億年后，太陽中心缺少足夠的氫時，太陽的球核將開始收縮，太陽外層的氫繼續(xù)變成氦，星體急劇擴(kuò)大，變成紅色，形成紅巨星。當(dāng)太陽膨脹到接近火星軌道時，將吞噬水星、金星、地球，預(yù)計太陽在紅巨星階段持續(xù)大約10億年時間，亮度升高到今天的近1萬倍階段特點(diǎn)白矮星階段紅巨星不斷地把外層物質(zhì)拋向太空，在星體周圍形成行星狀星云，它的核聚變過程中形成的一些物質(zhì)將進(jìn)入星際介質(zhì)參與再循環(huán)，而球核進(jìn)一步收縮，形成體積極小、密度很大的白矮星黑矮星階段太陽將慢慢“熄滅”，形成一顆看不見的黑矮星，變成星云的一部分，留在宇宙中，進(jìn)入新的循環(huán)