1.1地球的宇宙环境课件高中地理人教版（2019）必修一

第一节 地球的宇宙环境授课人：学科网目录探究新知-地球在宇宙中的位置探究新知-行星地球地球学习主题学习目标知识目标：1.通过阅读教材，识别并描述宇宙中天体的主要类型及其特征。2.借助图表，解释地球在地月系、太阳系、银河系及可观测宇宙中的位置关系。3.通过案例分析，说明地球作为普通行星的特性及存在生命的特殊性。核心素养：1.区域认知：根据天体系统结构图，构建地球在宇宙中位置的认知框架。2.综合思维：结合教材内容，分析天体运动规律与地球环境的关系。3.地理实践力：开展月相观测活动，记录并总结月亮位置和形状的变化规律。4.人地协调观：通过讨论，阐述保护地球宇宙环境的重要性及人类应承担的责任。

学习目标地球学习主题课堂导入材料：2023年11月，中国天眼FAST在贵州首次发现银河系边缘存在巨大"星际气泡"，直径达1000光年。这项发现为研究太阳系在银河系中的运动轨迹提供了新证据。科学家推测，这种结构可能由超新星爆发形成，其冲击波影响了周边恒星系统的演化。思考问题：结合天体系统层次和地球特殊性，说明为什么银河系结构研究对寻找地外生命具有重要意义？

情景导入1.天体系统定位：银河系作为太阳系的高一级天体系统，其结构特征直接影响太阳系运行稳定性，这是地球安全宇宙环境的基础。2.物质分布关联：星际气泡中的气体尘埃是恒星形成原料，其分布模式关系到类地行星的物质组成条件。3.生命存在条件：通过分析银河系旋臂位置（太阳位于猎户支臂），可推算恒星密集区与辐射强度，筛选适宜生命存在的行星带。

答案分析地球学习主题探究新知-地球在宇宙中的位置探究新知——宇宙中的天体与天体系统展示情景2023年7月，欧洲南方天文台（ESO）发布了迄今为止最清晰的银河系中心区域图像，揭示了距离地球约2.6万光年的银河系中心超大质量黑洞"人马座A*"的详细结构。这张由甚大望远镜干涉仪（VLTI）拍摄的图像显示，银河系中心区域恒星密度极高，且存在大量星际尘埃和气体云团。与此同时，中国天眼FAST射电望远镜在2023年9月发现了距离地球约30亿光年的一个特殊星系，其旋转速度远超普通星系，为研究宇宙大尺度结构提供了新线索。问题探究1.根据教材内容，宇宙中的主要天体类型有哪些？它们各自有什么特征？2.地球所处的天体系统按级别划分是怎样的？每个级别的主要特征是什么？（一）宇宙中的天体类型1.恒星：定义：由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体特征：*通过核聚变反应产生能量*太阳是距离地球最近的恒星*表面温度从2000K到50000K不等

知识讲解2.行星：定义：在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体特征：*质量比恒星小，本身不发光*靠反射恒星的光而发亮*太阳系有8颗行星，分为类地行星和类木行星

知识讲解3.卫星：定义：环绕行星运转的天体特征：*大小差别很大（如月球直径3476km，火卫一直径仅22km）*有些卫星可能存在生命（如木卫二可能存在地下海洋）

知识讲解4.星云：定义：由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体特征：*主要成分是氢*是恒星诞生的摇篮（如猎户座星云）*直径可达数十光年

知识讲解知识讲解5.其他天体：彗星：由冰物质和尘埃组成，接近恒星时形成彗尾流星体：太阳系中的小天体，进入地球大气层时形成流星小行星：主要分布在火星和木星轨道之间的小天体1.地月系：组成：地球和月球特征：*月球是地球唯一的天然卫星*月地平均距离38.4万千米*月球对地球有潮汐锁定现象

（二）天体系统及其级别2.太阳系：组成：太阳、8颗行星及其卫星、小行星、彗星等特征：*太阳质量占太阳系总质量的99.86%*行星轨道具有共面性、近圆性和同向性*日地平均距离1.5亿千米（1个天文单位）

（二）天体系统及其级别3.银河系：组成：太阳和1000亿颗以上恒星特征：*直径约10万光年*太阳位于银河系猎户臂上*太阳绕银河系中心公转周期约2.5亿年

（二）天体系统及其级别（二）天体系统及其级别4.可观测宇宙：组成：银河系和数以千亿计的河外星系特征：*目前观测到的范围约930亿光年*星系之间存在大尺度纤维状结构*宇宙仍在加速膨胀1.宇宙中的主要天体类型有哪些？它们各自有什么特征？答：主要天体类型及特征：恒星：由炽热气体组成、能自己发光的球状天体，如太阳行星：绕恒星运行、近似球状的天体，本身不发光，如地球卫星：环绕行星运转的天体，如月球星云：由气体和尘埃组成的云雾状天体，如猎户座星云其他：包括彗星（冰物质组成）、流星体（小天体）、小行星等

问题探究分析2.地球所处的天体系统按级别划分是怎样的？每个级别的主要特征是什么？答：地球所处的天体系统按级别划分及特征：1)地月系：由地球和月球组成月球是地球唯一的天然卫星月地距离约38.4万千米2)太阳系：以太阳为中心，包含8颗行星太阳质量占太阳系总质量的99.86%日地距离约1.5亿千米3)银河系：包含1000亿颗以上恒星直径约10万光年太阳距银河系中心约2.6万光年4)可观测宇宙：包含银河系和众多河外星系目前观测范围约930亿光年宇宙仍在加速膨胀

问题探究分析地球学习主题探究新知-活动-开展简单的天文现象观测活动探究新知——月相观测的科学方法展示情景2023年9月29日，正值中秋佳节，北京天文馆联合全国30所中小学开展了"千里共婵娟"大型月相观测活动。在北京市海淀区中关村第三小学的观测点，学生们使用教材中介绍的拳头测角法，成功记录了当晚18:30月亮位于东南方、高度角约35°的精确位置。通过连续两周的观测，同学们发现月亮不仅形状从满月逐渐变为残月，其每天同一时刻在天空中的位置也向东偏移了约12°。这一发现与我国古代《周髀算经》中"月行十三度"的记载惊人吻合，展现了古今观测方法的智慧传承。问题探究1.如何用简易方法测量月亮在天空中的高度角？请结合教材说明具体操作步骤。2.连续观测两周后，月亮在同一时刻的位置和形状会呈现怎样的变化规律？知识讲解（一）月相观测准备工作1.观测工具：必备物品：指南针（确定方位）、观测记录表可选工具：望远镜（非必需）、手电筒（夜间照明）2.选址要求：视野开阔无遮挡避开强光源干扰地面平坦安全（二）月亮位置测定方法1.方位确定：使用指南针标定正东、正南、正西、正北记录月亮出现的具体方位（如东南方30°）2.高度角测量：基准面：水平伸直手臂为0°单位量：一个拳头高度约10°测量步骤：*手臂伸直指向地平线*另一手握拳垂直叠放*重复叠加直至对准月亮*统计拳头数量×10°即为高度角（三）月相观测记录规范1.记录要素：观测日期、时刻（精确到分钟）月亮方位（方向+角度）月亮形状（绘制示意图）天气状况2.观测周期：至少连续14天固定每日观测时间（建议日落后1小时内）（四）月相变化规律1.位置变化：每日东移约12°周期为27.3天（恒星月）2.形状变化：周期为29.5天（朔望月）相位顺序：新月→蛾眉月→上弦月→盈凸月→满月→亏凸月→下弦月→残月1.如何用简易方法测量月亮在天空中的高度角？请结合教材说明具体操作步骤。答：采用拳头测角法：①水平伸直一只手臂作为0°基准；②另一手握拳垂直叠放在前臂上（一个拳头约10°）；③保持手臂稳定，重复叠加拳头直至视线通过拳头顶端对准月亮；④统计使用拳头数量×10°即为月亮高度角。例如叠加3个拳头表示月亮高度角约30°。

问题探究分析2.连续观测两周后，月亮在同一时刻的位置和形状会呈现怎样的变化规律？答：位置变化规律：每日同一时刻观测，月亮位置会向东偏移约12°两周累计偏移约168°（12°×14天）形状变化规律：若从满月开始观测，两周后将变为残月经历亏凸月→下弦月→残月的相位变化明亮部分面积逐日减小

问题探究分析地球学习主题探究新知-行星地球探究新知——太阳系行星的特征与地球的特殊性展示情景2023年7月，欧洲航天局（ESA）发布了最新观测数据：在距离地球约40光年的TRAPPIST-1恒星系统中，发现其第三颗行星可能存在稀薄大气层。这一发现引发科学界热议，因为这颗行星位于恒星宜居带内，体积与地球相近。与此同时，NASA的"毅力号"火星车在火星杰泽罗陨石坑持续发现古代河流沉积物证据，进一步证实火星曾经拥有液态水。这些最新太空探索成果，让我们重新思考地球在太阳系中的独特地位。问题探究1.根据太阳系行星的分类标准，说明类地行星与巨行星的主要区别是什么？2.地球能够孕育生命需要满足哪些基本条件？这些条件与地球在太阳系中的位置有何关系？（一）太阳系行星的分类1.类地行星：组成特征：主要由岩石和金属构成，具有固体表面典型行星：水星、金星、地球、火星共同特点：*距离太阳较近*体积和质量较小*卫星数量少（地球1颗，火星2颗，金星和水星无）

知识讲解2.巨行星：组成特征：主要由氢、氦等气体构成，无固体表面典型行星：木星、土星共同特点：*距离太阳较远*体积和质量巨大*卫星数量多（木星79颗，土星82颗）

知识讲解知识讲解3.远日行星：组成特征：冰巨星，含有大量"冰"物质（水、氨、甲烷）典型行星：天王星、海王星共同特点：*距离太阳最远*表面温度极低*大气层厚（二）行星运动特征1.同向性：所有行星公转方向相同（自西向东）与太阳自转方向一致2.共面性：各行星公转轨道面夹角很小（轨道倾角＜7°）形成近似同一平面的公转轨道3.近圆性：公转轨道接近正圆（偏心率＜0.1）地球轨道偏心率仅0.01671.生命存在的必要条件：适宜温度：日地距离适中（1.5亿千米），地表平均温度15℃液态水：温度使水能以液态形式存在大气组成：氮（78%）、氧（21%）为主的适宜大气宇宙环境：稳定的太阳光照，木星等巨行星的"保护"作用

（三）地球的特殊性（三）地球的特殊性2.宇宙环境保护：太空垃圾现状：截至2023年，地球轨道上有约3.6万块直径＞10cm的太空垃圾保护措施：*国际空间站定期调整轨道避让*发展太空垃圾清理技术*制定国际公约规范太空活动1.根据太阳系行星的分类标准，说明类地行星与巨行星的主要区别是什么？答：主要区别体现在三个方面：组成结构：类地行星具有固体岩石表面，巨行星由气体构成无固体表面体积质量：类地行星较小（地球直径12756km），巨行星巨大（木星直径142984km）轨道位置：类地行星靠近太阳（地球1.5亿km），巨行星距离较远（木星7.8亿km）

问题探究分析2.地球能够孕育生命需要满足哪些基本条件？这些条件与地球在太阳系中的位置有何关系？答：基本条件及位置关系：温度条件：日地距离适中，使地表保持液态水存在的温度范围大气保护：地球质量适中（5.97×10²⁴kg），能维持适宜大气层厚度液态水：轨道位置使地表温度长期维持在水的三相点附近安全环境：木星等巨行星的引力作用减少了小天体撞击地球的概率稳定光照：太阳处于主序星阶段的稳定期，提供持续能量

问题探究分析地球学习主题拓展迁移现代天文学研究表明，宇宙中可见物质仅占4.9%，而暗物质占26.8%，暗能量占68.3%。这些神秘成分虽然无法直接观测，却通过引力效应影响着宇宙演化。暗物质被认为是维系星系结构的关键"胶水"，而暗能量则推动着宇宙加速膨胀。2019年，事件视界望远镜首次拍摄到M87星系中心的黑洞照片，为研究极端引力环境下的物质行为提供了新线索。这些发现颠覆了人类对宇宙物质组成的传统认知，暗示着宇宙中可能存在着超越现有物理理论的全新物质形态和能量形式。

宇宙中的暗物质与暗能量之谜地球学习主题课堂总结1.天体分类（恒星、行星、卫星、星云等）→组成天体系统2.天体系统层级（1）地月系（地球+月球）→（2）太阳系（太阳+8大行星）→（3）银河系（1000亿颗恒星）→（4）可观测宇宙（银河系+河外星系）3.地球特殊性（1）普通性：类地行星→符合行星三性（同向/共面/近圆）（2）特殊性：唯一有生命→日距适中+体积质量适宜+安全宇宙环境

地球在宇宙中的位置地球学习主题课堂练习潮汐发电站发电量最大的时段日、地、月的位置关系可能为（

）D．【答案】DC．B．A．【题文】潮汐能的开发利用主要是借助潮位差推动水轮机运转而实现发电。下图为潮汐发电原理示意图。完成下面小题。课堂练习【答案】A【小题2】潮汐能发电站实现较大功率发电后一周内的月相变化可能为（

）A．新月→蛾眉月→上弦月B．蛾眉月→上弦月→盈凸月C．盈凸月→满月→亏凸月D．亏凸月→上弦月→蛾眉月【题文】潮汐能的开发利用主要是借助潮位