第3节人类对宇宙的探索第2课时（导学案）（教师版）科学浙教版2024七年级上册

第3节人类对宇宙的探索第2课时（导学案）通过了解现代科学家的理论研究和天文学家的天文观测，认识宇宙的起源和演化历史；知道宇宙模型的不断更迭和现代宇宙正在不断地膨胀，形成初步的空间宇宙观。重点：认识宇宙的起源和演化历史；建构宇宙大爆炸理论模型。难点：通过数据、图像分析得出哈勃定律；能基于证据与解释，逐步建构宇宙热大爆炸理论。【自主预习】1.宇宙学是研究宇宙的性质、结构和演化(起源、演化和死亡)的科学。2.现代宇宙学以爱因斯坦的广义相对论为理论依据，以天文观测为事实依据。3.星系的退行速度与它们到地球的距离成正比，这反映了我们所处的宇宙在膨胀。4.多方面观测研究表明，我们的宇宙始于约138亿年前的一次大爆炸。现代宇宙学说探索活动牧夫座星系离地球有多远？它的退行速度有多大？哪个星系的退行速度最大？哪个星系离地球最近？星系距离地球的远近与其退行速度有什么关系？请预测距离地球50亿光年的星系的退行速度？说一说哈勃发现星系运动的特点？哈勃定律：星系的退行速度与它们到地球的距离成正比。建立星系运动模型准备一只气球，在其表面画上一些小圆点。用打气筒持续地向气球充气，使气球不断地胀大。观察气球在胀大过程中各个小圆点间距离的变化。如果这些小圆点代表星系，那么，这些原先靠得很近的星系之间的距离增大了吗?实验表明，宇宙扩张，不管是哪个“星系”，其他“星系”都在不断地离它而去。宇宙的膨胀是没有中心的膨胀。哈勃眼中的宇宙：发现1、所有的星系都在远离我们而去。发现2、星系离我们越远，运动的速度越快。发现3、星系间的距离在不断地扩大。按照哈勃的说法，你是怎样理解哈勃定律中关于星系运动的特点？星系一直在运动，一直在变化，宇宙在不断地膨胀。爱因斯坦相对论谁最早提出了时空的概念？并指出每个事件由几个坐标来进行描述？爱因斯坦；4个（3个空间坐标和1个时间坐标）依据研究对象的不同相对论分为哪两种？狭义相对论和广义相对论爱因斯坦将广义相对论用于宇宙研究，建立了一个怎样的宇宙模型？爱因斯坦坚信整个宇宙是一个和谐的整体。于是，爱因斯坦提出了有限无边、静态的宇宙模型。他认为，宇宙整体上应该是静态的。思考与讨论我们是否可以做出这样的推断：宇宙在不断膨胀，这意味着过去的宇宙比现在小。那么，时间越往前，宇宙中的星系之间的距离是否必然越小？再往前倒退至某一时间，宇宙是否密集在一个点上？宇宙在不断膨胀→过去的宇宙比现在小→时间越往前，星系之间的距离越小→再往前倒退至某一时间，宇宙就该密集在一个点上。宇宙大爆炸理论理论观点大约137亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球”中。大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。课堂小结：1．我们利用如图的气球做了关于星系运动特点的模拟实验,以下各实验步骤所描述的星系运动特点中,错误的是()A.在气球表面画上的这些小圆,是模拟宇宙中的星系B.给气球充气,使气球不断地胀大,是模拟宇宙的膨胀C.观察气球胀大过程中各圆点间距离的变化感知星系运动D.气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙快一些【答案】D【详解】宇宙在膨胀时，紧邻的星系分离速度慢一些。因此气球胀大时,对甲圆点而言,乙圆点的分离速度比丙慢一些，D.错误。2．（2425七年级上·浙江宁波·期末）2024年天文学家发现了一个奇特的宇宙结构叫大环。它是一个由大量星系和星系团构成的环状结构，是有史以来观测到的宇宙中最大的结构。下列关于宇宙说法错误的是（）A．银河系是一个旋涡星系，从上往下看，能看到银河系的旋涡结构B．大环中存在许多像太阳一样的恒星C．宇宙大爆炸理论是被人们广泛接受的完整科学理论D．随着科学技术的发展，人类观测到的宇宙将越来越接近它真实的样子【答案】C【详解】A．银河系是一个典型的旋涡星系，从上方俯视银河系，确实能够看到其呈现出旋涡状的结构，故A正确，不符合题意；B．大环是由星系和星系团构成的宇宙结构，而星系本身包含大量恒星，如银河系有上千亿颗恒星。太阳是银河系中一颗普通恒星，其他星系中必然存在类似太阳的恒星。故B正确，不符合题意；C．宇宙大爆炸理论是目前解释宇宙起源和演化的主流模型，有观测证据支持，如宇宙微波背景辐射、轻元素丰度、哈勃膨胀等。但它并不是一个完整无缺的科学理论，这一理论仍然存在一些尚未解决的问题和谜团，例如暗能量、暴胀理论等问题尚未完全解决，还需要进一步的研究和探索来完善。故C错误，符合题意；D．科技发展使得望远镜升级、探测技术的进步使人类能观测到更遥远的星系、更早的宇