沪科版物理高二年级第二学期 第四篇第十三章B宇宙的基本结构_学案设计(无答案)

宇宙的基本结构

【学习目标】

1．知识与能力

（1）知道自己生活的地球的情况。

（2）知道太阳系的基本结构和特征。

（3）知道银河系的大致结构，知道宇宙的基本结构。

2．过程与方法

（1）以“宇宙的结构”为专题，以地球到宇宙为主线，通过自主学习的过程，经历了收集、整理资料，并进行交流的过程。

（2）通过观察图表、图片，经历分析问题、归纳总结的过程。

（3）通过建立地月系模型，描绘太阳系和银河系及猜想宇宙的大致图景，体验建立物理模型的过程。

3．情感态度价值观

（1）通过对问题的探索与交流，增强主动参与意识和集体协作意识。

（2）通过查阅资料、归纳交流、大胆猜想的过程，体验成功，激发探索宇宙的兴趣，建立科学的宇宙观。

（3）通过本节内容的学习，体验宇宙的奥秘是通过人类的长期观察和探索并逐步被人们所认知的。

（4）通过宇航员的视角来发现地球上我们的家园的景象，增强环保意识。

【学习重难点】

重点：阐明宇宙不同层次结构的特征及人类探索宇宙的方法。

难点：本节内容难点是如何通过我们观察到的事实和证据来推断宇宙的结构，并建立物理模型。

【学习过程】

一、知识回顾

1．两个物体间的引力F的大小，跟___________________成正比，跟_______________成反比，这条规律叫做万有引力定律。万有引力可用公式表示为__________。

2．万有引力公式中的G称为_______常量，由精确实验测量可知G=________________。

___________利用扭秤验证了万有引力定律，并测出了_________常量。

二、新课教学

思考：

1．如果“旅行者”2号这个太空“漂游瓶”在某一天被天外的智慧生命发现，他们能理解我们的音乐、思想和感情吗？

2．如果你有机会向太空中的其他智慧生命族群说明你已掌握的最重要的物理知识，你会如何表达？

问题：科学家们是怎样发现宇宙结构的？

1．地球和月亮

（1）在地面上我们如何知道大地是球状的？

常识：地球是一颗直径为_________km、质量为______kg的行星，以30km/s的平均速度绕太阳公转。

（2）从北极星附近的星星长时间曝光照片，你知道什么？

（3）月球的存在对地球有什么影响？

伽利略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面有许多环形山、高地和月海。从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以______对着地球。月球的存在对地球产生了许多影响，比如潮汐现象主要就是由于月球对地球的_____影响而产生的。

常识：月球的平均直径为____km。质量约为地球的____。图中显示的是月球背向地球那一面的地貌，为什么月球背对地球的那一面比面向地球那一面更加粗糙不平？

潮汐主要是由于月球对地球的______造成的，但太阳的引力也对地球上的潮汐产生影响。图中描述了地球、月亮和太阳的相对位置的两种情况，请判断哪种情况下，地球上的潮汐更大一些？为什么？

（4）月亮是怎样形成的？

目成前，在有关月球因的所有假设中，证据比较充分的是一种被称为_____的假设。

2．太阳和行星

（1）太阳的能量是如何产生的呢？

（2）太阳系有怎样的结构？

水星、金星、地球、火星称为______，也被称为“_________”它们的外壳是由坚硬的岩石构成的，核心都是铁等金属。

(小行星带外侧的行星)是指离地球距离较远的行星，也称为______。如：木星、土星、天王星、海王星，都是体积巨大的气态行星，没有坚固的外壳

常识：在太阳的引力作用下，各个行星几乎在一个平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星。公转速度越_______。

3．银河系和河外星系

（1）什么是星系？

星系是由宇宙中一大群______、大量_______和________组成的物质系统。

（2）什么是河外星系？

宇宙中的星系估计达1000亿个以上银河系就是其中一个。银河系以外的星系统称为____________。

（3）星系的形状大致有几种？我们可以在不同方向看到宇宙中的其他星系。我们从外部观测这些星系，判断它们的形状，星系的。

形状大致分为：_________、______、______(如棒旋星系等)。

（4）太阳系是什么形状？

对比这些星系，再通过观察太阳周围的恒星分布情况，就可能推测出银河系是一种___________星系。太阳系正处于其中一条__________。

（5）我们是怎样知道恒星的距离的呢？

恒星离我们的距离非常遥远，但是我们可以利用地球绕太阳运动的圆形轨道直径作为基线，通过几何方法来测量恒星的距离。这种方法叫做____________。____________恒星A是我们想要测量其距离的星体。B．C．D是相对比较远的恒星，在1月到7月间几乎看不出移动过，而A的相对位置在这半年里看上去却发生了变化。图中的θ角就称为周年视差。例：离我们最近的恒星，半人马座α星的周年视差为0.76"，1月份和7月份地球移动的直线距离为3×1011m。估算该恒星离我们多远？

4．我们观测到的宇宙究竟是怎样一幅图景？

（1）光年是什么单位？1l.y.≈__________m（2）我们看到的宇宙实际是观测宇宙的________。

（2）仙女座星系是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，但由于光速有限，你看到来自那里的光线，实际上已经在宇宙太空中行进了200万年，因此观察遥远的天体就等于在观测宇宙的__________。我们最远可以观察到150亿l.y.就意味着我们看到的是该天体在_____年前的情景。

（3）什么是宇宙？

天文学家把_______________________定义为宇宙。

（4）宇宙的物质分布有什么特点？

人们把亿光年以上的结构称为_______________。观察表明，从大尺度上看，宇宙物质的分布是_________的。

5．现在的宇宙是怎样发展的？

埃德温·哈勃在20世纪20年代分析了从其他星系来的星光之后，发现了一个重要的宇宙秘密：在大尺度上，每一个星系都在与其余星系远离，它们距离我们越远，则离开的速度越快。这意味着宇宙正在_____。根据今天宇宙膨胀的速度，宇宙在一二百亿年前脱胎于_______、______状态，诞生于一次大爆炸，这就是所谓的__________假设。

【达标检测】

1．地球是一颗半径约为________km、质量为__________kg的行星，以_____km/s的平均速度绕太阳公转。月球的平均直径为3 475km。质量约为地球的________。

2．月球的存在对地球产生了许多影响，比如_______现象主要就是由于月球对地球的万有引力影响而产生的。

3．太阳中蕴藏着大量的_______，它的内部正进行着剧烈的_______反应，释放出大量的能量。

4．太阳系中除了太阳、八大行星和它们的卫星以外，还有许多_________和_______，在太阳的引力作用下，各个行星几乎在一个平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星。公转速度_______。

5．星系是由____、_____和_______组成的物质系统。宇宙中的星系估计达1000亿个以上，银河系就是其中一个。银河系以外的星系统称为________星系。

6．以_________为基线，利用______，通过几何方法来测量恒星的距离的方法，叫做视差测距法。

7．_________是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，但由于_________，你看到来自那里的光线，实际上已经在宇宙太空中行进了200万年，因此观察遥远的天体就等于在观测________。

8．人们把______________称为宇宙的大尺度结构。观察表明，从大尺度上看，宇宙物质的分布是_______的。天文学家把所有的空间及其中的万物定义为_______。

9．___________在20世纪20年代分析了从其他星系来的星光之后，发现了一个重要的宇宙秘密：在大尺度上，每一个星系都在与其余星系远离，它们距离我们越远，则离开的速度_______。这意味着_______________。

10．根据今天宇宙膨胀的速度，宇宙在一二百亿年前脱胎于_______、_______状态，诞生于一次大爆炸，这就是所谓的________________假设。