1、第第四四单元单元 探索宇宙探索宇宙 11.11.太阳系大家族太阳系大家族 1.太阳系图片 2.太阳是离我们最近的恒星。太阳和包括地球在内的八颗行星、卫星、众多的小行星、彗星、 流星体和星际物质等组成了太阳系。 3.八颗行星分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 4.小行星是太阳系形成后的物质残余,太阳系内已经被发现的小行星有 70 余万颗,主要分布在 火星和木星轨道之间的小行星主带以及海王星轨道之外的柯伊伯带上。 5.木星的卫星众多，到目前为止一共发现有 79 颗卫星。 6.彗星俗称“扫把星”。彗星分为彗核、彗发、彗尾三部分,主要成分是冰、尘埃和较小的岩 石颗粒。 当彗星接
2、近恒星时,彗星中的冰升华,在冰核周围形成朦胧的彗发和一条或几条稀薄物 质流构成的彗尾。 太阳系中最著名的彗星是哈雷彗星,因 1705 年英国天文学家哈雷成功预言其 周期是 76 年而得名。 7.行星是满足以下条件的天体：1 围绕太阳运行；2 质量足够大,形状近乎球形；3 其轨道附近 区域清空。 8.八颗行星体积从小到大的顺序是水星、火星、金星、地球、海王星、天王星、土星、木星。 9.八颗行星距离太阳由近到远的顺序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王 星。 10.八大行星根据组成的物质可以分为两大类，一类是固态星球，一类是气态星球。 11.固态星球分别是水星、金星、地球、火星，气态
3、星球分别是木星、土星、天王星、海王星。 12.固态行星的表面是岩石； 气态行星的表面是气体,大气之下可能是液体、 冰层或固态的内核。 13.八大行星各自又有哪些独特之处？ 水星的运行速度最快。 金星是夜空中最亮的行星。 火星的环境与地球最接近。 地球适合生命的生存。 木星的卫星最多。 土星有美丽的光环。 天王星“躺”在公转轨道上自转。 海王星表面的蓝色是甲烷气体。 14.八颗行星被发现的先后顺序。 第 1 阶段：早在古代，人们就已经用肉眼观察到水星、金星、火星、木星和土星。 第 2 阶段：1781 年，英国人威廉赫歇尔通过巨型望远镜发现了天王星。 第 3 阶段：1846 年，法国人勒维耶和英国
4、人亚当斯在研究天王星轨道运行的反常现象时各自 通过独立计算，推算出海王星的位置。 15.发现八颗行星的方法。 水星、金星、火星、木星、土星这 5 颗行星是古人利用肉眼观测的方法发现的。 天王星是通过巨型望远镜发现的。 海王星是通过计算推算出来的。 16.学生活动手册 在下面这幅太阳系示意图的相应位置上,画出大小合适的八颗行星。 参考图片： 查资料,了解人类对火星的探索和发现,制作一张关于火星的知识卡片。 火星是太阳系中的一颗行星。火星公转周期为 1.88 年,自转周期为 1.03 天。火星上有四季变 化。火星表面温度范围为-13827C。火星的大气很稀薄,但常有强风、尘暴现象,大气体积的 95
5、%是二氧化碳。火星的南北极有白色极冠,其主要成分是水冰和干冰。火星地表土壤含大量氧 化铁,受紫外辐射作用生成红黄色氧化物,大气中又悬浮红黄色微尘,所以火星呈红黄色。火星 上的奥林匹斯火山是太阳系行星表面最大的火山。火星有两颗卫星。 1212. .观察星空观察星空 1.星座是一个天文学的专有名词，指的是天上一群在天球上投影的位置相近的恒星的组合。 2.为了天文学研究的需要,国际天文联合会将全天空划分成 88 个星座,如猎户座、天鹅座、大 熊座、小熊座等。 天鹅座为北天星座之一。天鹅座的主星排列成十字形,十字的一竖是天鹅长长的脖子和躯干, 一横为天鹅展开的双翼。夏秋季节是观测天鹅座的最佳时节。 大
6、熊座是北天星座之一。 在中国古代,把大熊座中的七颗亮星看作斗形,这就是我们常说的北斗 七星。北斗七星组成大熊的尾巴。一年四季都可以见到大熊座。春季,大熊座正在北天的高空, 是观看它全貌的最好时节。 猎户座是赤道带星座之一。星座主体由四颗亮星组成一个大四边形,三颗小一点且排成一排的 亮星组成猎户的腰带。最佳观测月份为 1 月,民间有“三星正南,就要过年”的俗语。 3.我知道的星座名称：猎户座、天鹅座、大熊座、小熊座、仙后座、白羊座、金牛座、双子座、 巨蟹座、狮子座、天秤座、天蝎座、人马座等。 4.北极星是天空北部的一颗亮星,离北天极很近,差不多正对着地轴,从地球北半球上看,它的 位置几乎不变,可
7、以靠它来辨别方向。 5.北极星在小熊星座上。 6.寻找北极星的位置的方法。 方法 1：先找到小熊座,小熊座尾部的那颗星就是北极星。 方法 2：先找到大熊座尾部的北斗七星,再把“勺口”两颗星的连线向“勺口”方向延长约 5 倍距离,那颗亮星就是北极星。 方法 3： 可以利用仙后座找北极星。仙后座的五颗亮星构成一个英文字母 W,在秋冬季节的星空 中很明显。 把 W 的外侧两边向南延长后的交点与中央的 星相连,再把连线向北处长约 5 倍距 离,此处的那颗亮星就是北极星。 7.做星座放映器 所需材料：纸杯、黑色签字笔、手电筒、锥子、白墙等。 活动方法： 参照某一星座图,在纸杯底部画出它的形状。 用锥子扎
8、出这个星座。 将手电筒伸进纸杯,把“星座”放映到白墙上。 8.我们人类生活在地球上，地球又处于太阳系中，而太阳系又处在银河系之中。 银河系的位置：天空斜向西南的方向。 银河系的大小：银河中每一个亮点都是恒星，银河只是银河系中的一部分，银河系中有超过 1,000 亿颗恒星，太阳只是银河系中极其普通的一颗恒星。 人类观测银河的成果：银河系和河外星系，是人类目前所能观测到的宇宙范围。 银河系的形状：呈现椭圆盘型，具有巨大的盘面结构。 银河系的大小：银河系的银盘直径为 10 万光年，中心厚度约 12,000 光年。太阳围绕银心运转 一周约 2.5 亿年。 银河系的总质量：大约是太阳质量的 1.50,0
9、00 亿倍。 银河系的年龄：大约在 100 亿岁左右。 银河系的组成：银河系自内向外分别由银心、银核、银盘、银晕、银冕组成。 9.学生活动手册 对照星座图,在星空图上找出该星座的主要星星,并连线。 天鹅座 猎户座 先找到大熊座的北斗七星,再找出北极星和小熊座。 13.13.冲出地球冲出地球 1.起初,我们只能用肉眼观察太空,后来,望远镜的出现让我们能看得更远。 几百年来,用望远镜 观测太空的技术不断发展,今天,我们已经能看到很远很远的宇宙深处了。 2.望远镜的发展历史 伽利略发明了第一台天文望远镜。 射电望远镜能接收到宇宙深空的天体发出的无线电波。 用哈勃空间望远镜能看到距地球 130 多亿光
10、年的原始星系。 “中国天眼”是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜。 伽利略望远镜是指物镜是凸透镜而目镜是凹透镜的望远镜,是意大利科学家伽利略 1609 年发 明的人类历史上第一台天文望远镜。伽利略利用它观测到了月球的高地和环形山投下的阴影, 接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的 4 颗卫星。 哈勃空间望远镜是安装在人造地球卫星上的一台望远镜,由于其避开了大气层的干扰,对太空 的观测效果更好。 中国天眼的正式名称是 500 米口径球面射电望远镜,英文简称为 FAST,它是利用中国贵州南部 洼地的独特地形条件建造的。 3.我国明朝的万户是第一个尝试利用火箭克服地球引力飞天的人。 为此,他
11、付出了生命的代价。 为了纪念万户，国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名， 命名为万 户山。 4.如今,人类利用火箭终于实现了冲出地球的梦想。 5.冲出地球的主要困难是使物体获得足够大的速度,目前是靠多级火箭实现的。 体验地球引力。 6.方法一：将沙袋、小球、羽毛等抛向天空 现象：发现这些物品先向上运动，当到达一定的高度之后就会向下运动。有时是直线下落，有 时是呈弧线下落。 得出的结论：这个活动说明了地球存在的引力。 7.方法二：纸火箭游戏 制作纸火箭所需材料：纸筒、橡皮筋、纸火箭下拉的绳索。 制作方法： 将一张纸卷成圆筒状，用胶水粘好。 在纸筒口固定一根橡皮筋，橡皮筋上竖
12、直固定一个小三角架，三脚架下方连着一根细线。 使用方法：用不同的拉力将三脚架下方连着的一根细线往下拉，然后松手。 活动要求：用不同的拉力将纸火箭射向天空，观察纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系。 现象：使用不同的拉力拉动三脚架下方的一根细绳时，纸火箭就会射向天空。 8.纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系： 拉力越大，橡皮筋弹力越大，纸火箭飞行高度越高；拉力越小，橡皮筋弹力越小，纸火箭飞行 高度越低。 得出的结论：这个体验活动说明了地球存在引力。 9.炮弹速度越快，飞行距离越远，假如速度达到 7.9 千米每秒，炮弹就会绕地球飞行，这时候 就脱离了地球的引力。因此我们要想脱离地球的引力，就要提
13、高物体的速度，把物体的速度提 高到 7.9 千米每秒以上。 10.这里的 7.9 千米/秒即第一宇宙速度,是使地球表面的物体环绕地球运行所需的最小入轨速 度。当物体速度低于第一宇宙速度时,最终将被地球引力拉回地面。 11.学生活动手册 画出抛向空中物体的运动轨迹。 科学阅读世界飞天第一人万户，万户是中国人的骄傲,你认为他最可贵的精神品质有 哪些?还有人说,万户这种行为是愚蠢、鲁莽的,你同意这种说法吗? 万户大胆设想、勇于尝试献身科学的精神是值得褒扬的。科学探索充满艰险和挑战,没有前人 的探索,就没有今天的科技发展基础。 14.14.探索宇宙探索宇宙 1.从第一颗人造地球卫星升空起,人类已经向太
14、空发射了多种航天器,它们承载着人类对太空 的无限梦想,去探索更加遥远的宇宙空间。 2.世界上第一个航天器是苏联 1957 年 10 月 4 日发射的人造地球卫星 1 号。 第一个载人航天器是苏联航天员加加林乘坐的东方 1 号飞船。 第一个把人送到月球上的航天器是美国阿波罗 11 号飞船。 第一个兼有运载火箭和飞机特征的航天器是美国哥伦比亚号航天飞机。 3.航天器分类 载人航天器载人飞船、航天飞机、空间站等。 空间探测器“卡西尼”号、“新视野”号、“旅行者”1 号等。 登陆器“好奇”号火星漫游车、“玉兔”2 号月球车等。 4.学生活动手册 查阅人类探索太空史,了解中国航天之旅,完成下表。 时间
15、事件 国家或宇航员 1957 年 发射了人类历史上第一颗人造卫星。 苏联 1961 年 世界上第一艘载人宇宙飞船 “东方” 1 号升空,人类第一 次进入太空。 苏联 1967 年 苏联联盟1号飞船在返回地球过程中因主降落伞失灵而 坠毁。 科马罗夫 1969 年 美国 “阿波罗” 11 号飞船离开地球,飞往月球,成功登月 后安全返回。 阿姆斯特朗 1970 年 “东方红”1 号人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功 发射。 中国 1977 年 “旅行者” 1 号探测器带着地球人对外星人的问候,飞向 外太空。1979 年抵达木星,1980 年探访土星,2012 年到 达太阳系边缘。 美国 1981 年
16、 第一架航天飞机“哥伦比亚”号从肯尼迪航天中心发射 成功。 美国 1986 年 “挑战者”号航天飞机在升空后 73 秒爆炸解体,7 名宇 航员在此次事故中丧生。 美国 1993 年 国际空间站完成设计,并开始实施。 美国、俄罗斯 等 16 个国家 2003 年 第一位中国宇航员进入太空。 杨利伟 2011 年 先后发射天宫 1 号目标飞行器和神舟 8 号飞船,成功实 施中国首次空间交会对接试验。 中国 2011 年 “勇气”号和“好奇”号火星探测器成功登陆火星,并 开始火星探测活动。 美国 2013 年 西昌卫星发射中心成功将 “嫦娥” 3 号探测器送入轨道。 “玉兔”号月球车顺利驶抵月球表面
17、。 中国 2016 年 有着“超级天眼”之称的 500 米口径球面射电望远镜 (FAST)在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用。 中国 5.1970 年 4 月 24 日 21 时 35 分,我国第一颗人造卫星“东方红”1 号发射升空,21 时 50 分传 回了东方红乐曲。 6.“天宫”1 号属于载人航天器,是中国第一个目标飞行器和空间实验室。 7.杨利伟是中国第一位进入太空的航天员。 8.看图,说说我国的“嫦娥工程”飞行器是怎样到达月球的。 图片呈现的是嫦娥 1 号探测器到达绕月工作轨道的原理示意图。嫦娥 1 号发射升空后,先进入 绕地球运行的 16 小时轨道,运行到近地点时,发动机点火增加推力
18、,使嫦娥 1 号先后变轨进入 24 小时和 48 小时轨道运行;当再次运行到近地点时,主发动机打开,嫦娥 1 号速度增加到 10.9 千米/秒,嫦娥 1 号变换轨道,飞向月球;当其靠近月球时,进行制动减速,从地月转移轨道进入 12 小时轨道,以后逐渐制动减速,进入 3.5 小时轨道,第三次制动减速后,进入 127 分钟环月圆 轨道。 9.苏联航天员加加林是第一位进入太空的人。不幸的是,他在之后的一次飞行训练中牺牲了。 10.1986 年,美国“挑战者”号航天飞机升空后发生爆炸,航天员全部遇难。 11.在人类探索宇宙的过程中，人们花费了大量的人力、物力和财力，甚至以牺牲航天员的生 命为代价去探索
19、宇宙，你认为这样做值得吗？ 站在人类未来的角度来讲，这样做是值得的。因为牺牲的宇航员，用自己的生命换回了人类 的未来。 是值得的，人类对未知充满好奇，冲出地球探索宇宙是必然的，在探索的过程中必然会有牺 牲。 12.在人们的共同努力之下，全世界已经有两个空间探测器旅行者 1 号、旅行者 2 号，正 在飞离太阳系，其中有一个载着人类的照片和地图。 13.图片含义： 一男一女的后面是飞船的轮廓图。 左上两个圆中间一道是表示氢的分子结构。 下面是表示太阳系，最左侧是太阳，向右是太阳系中的各大行星，第 3 颗行星出来一个飞船， 表示这个飞船是来自第 3 颗行星，那个飞船的轮廓与两个人后面的图案是一样的。 中间那个放射状的东西的中心表示太阳， 放射状的线条的顶端表示以太阳为中心的十几颗脉冲 星的方向和与太阳的距离，是为了给捡到这艘飞船的外星人指示太阳方位用的。 两个人表示地球上发射飞船的智慧生物的样子，男性的左手是在向外星人问好。 假如有外星人存在，你认为要不要把地球的信息主动发给他们？ 可以把自己的信息发给他们，加强星球之间的互相交流与了解。