《机动车新技术》教案

《机动车新技术》教案
《机动车新技术》教案

泸州职业技术学院Luzhou Vocational & Technical College 教案

课程名称:汽车新技术模块

讲授班级:2010汽车1、2、3班

主讲教师:曾契

职称:助教

部门:机械工程系

泸州职业技术学院教务处制

2012年8月

汽车新技术模块课程教案

讲稿01

新课引入

通过对石油危机对汽车的讨论引入新课。

第一章混合动力汽车发展综述

1 引言

全球能源及环境问题日益突出:一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺;另一方面传统的燃油发动机车辆废气排放对空气造成严重污染。为此替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等,但目前最有实用性价值并已有商业化运转模式的只有混合动力汽车。混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle)是指同时装备热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车,如图1所示。

纯电动力源汽车虽然可以真正做到零排放,但其最大的问题是电池寿命短及每次充电后行驶里程少,每次停车充电时间长,需增加路边充电站,基础设备投资很大,电池的损耗费用占很大比例。基于这些原因,纯电动车仅适用于一些特殊场合,目前市场份额较小,而混合动力汽车实质上是一个折中方案,它的出现是为了解决纯电动车存在的技术性问题,在目前燃料电池技术尚未成熟之际,可以说是一个比较好的方案。在混合动力汽车上使用电机,使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控,而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。

2 混合动力汽车传动系统分类

混合动力总成按动力传输路线分类,可分为串联式、并联式和混联式三种。串联式有本田的CIVIC HYBRID,并联式车型有丰田Coaster Hybrid EV、君越Eco-Hybrid,混联式有丰田PRIUS、LEXUS GS450h 等。

2.1 串联式

串联式混合动力汽车动力流向如图1所示:

图1 串联式简图 图2 串联式混合动力汽车传动系统

由图1可以看出,串联式混合动力汽车动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联的方式组成的动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时仅由电池驱动电动机驱动车轮,实现零排放;大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处启动、加速、爬坡工况时,发动机—电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当车辆车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机—发

电机组向电池组充电。串联式混合动力汽车传动系统布局如图2所示。

串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。

2.2 并联式

并联式混合动力汽车动力流向如图3所示:

图3 并联式简图 图4 并联式混合动力汽车传动系统

并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系统提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的

应用。并联式混合动力汽车传动系统布局如图4所示。

2.3 混联式

混联式混合动力汽车动力流向如图5所示:

蓄电池 逆变器 电动机

驱动轴

发动机

耦合器 蓄电池

逆变器 电动机 驱动轴

发电机

发动机

图5 混联式简图 图6 混联式混合动力汽车传动系统

混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机,根据助力装置不同,它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中,发动机作为主动力源,电机为辅助动力源;以电机为主的形式中,发动机作为辅助动力源,电机为主动力源。该结构的优点是控制方便,缺点是结构比较复杂。并联式混合动力汽车传动系统布局如图6所示。

3 典型混合动力汽车原理解析 3.1 丰田Prius 混合动力原理解析

丰田的Prius 属于以电机为主的形式。它的混合动力总成包括两个动力源,发动机与电动机。还有包含了发电机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。丰田Pruis 混合动力系统有一个特点,就是采用行星齿轮变速结构,变速器内置动力分离装置,行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起,同时行星齿轮又起到无级变速器的功能,结构十分紧凑,形成一个集成化混合动力总成系统如图

7所示。

图7 Prius 混合动力总成系统 图8 低速行驶动力源

启动以及中速以下行驶,此时发动机效率低下,因此Prius 的发动机关闭,仅由大功率电动机驱动车辆,如图8中箭头A 所示。在常规行驶时,发动机做主动力源,由动力分离装置将动力分成两路,一路驱动发电机进行发电,产生的电力驱动电动机运转,如图9中箭头B 所示,另一路则直接驱动车轮,如图9中箭头C 所示。系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配,以达到效率的最大化。

蓄电池

逆变器

电动机

驱动轴

发动机

行星齿轮机构

发电机

图9 正常行驶动力源图10 加速行驶动力源当要加速时,电池组会加进来为电动机供电,增强电动机输出功率,如图10中箭头A所示。

当减速或制动时,则由车轮的惯性力驱动电动机。这时电动机变成了发电机,车辆制动能量转换成了电能,如图11中箭头D所示。

图11 减速行驶充电图12 自动充电电池组电量保持在一个恒定水平。当系统发现电池组电量下降会启动发动机驱动发电机发电,向电池组充电,如图12中箭头E所示。

Prius的混合动力技术,在带来燃油经济性的同时还保证了其出众的动力性能。在正常驾驶环境下,由于拥有发动机和电动机的双重动力,普锐斯的加速性能绝对毋庸置疑,其虽然是1.5L排量的小车,但它的加速能力绝对可以媲美普通2.0L的车辆。

4 展望

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病,统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%,在市区还会跌至25%,更为严重的是污染环境。而混合动力汽车则针对不同的道路环境实施不同的供能方案,能大大降低排放污染程度。例如在城市运行时,当交通堵塞或遇到红灯时发动机会关闭,当车队移动时或信号灯转为绿灯时驾驶者只要轻踩加速踏板,电动机就能驱动汽车前进。在市区内当汽车发动机无效率空转或车辆移动缓慢时,使用电动机作动力源不但对环境有利,而且还减少了噪音。因此,越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车,就越能够显示出它的节能、环保、适应能力广的优越性。

从目前的发展来看,计算机技术和自动控制技术,以及各种智能控制系统在混合动力汽车上的逐渐应用,将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统型汽车相比,混合动力汽车充分吸取了电力及热力系统中最大的优势,在节能和排放上胜出一筹;与纯电动汽车相比,混合动力汽车的电压和功率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小,因而其造价成本低于电动汽车。

当前混合动力车辆所面临的技术问题还很多,比如汽车电池较易老化且可靠性与预期有差距,再加上生产成本高于燃油动力车辆,市场占有率较小,尽管从汽车制造技术的长远发展来看,混合动力车辆只是由燃油动力车辆到纯电动车的过渡类型,但其在近几十年内会很有发展前景,这一点是毫无疑问的。课程总结与作业布置

思考混合动力汽车在实际运用中还存在哪些不足

汽车新技术模块课程教案

讲稿02

新课引入

以当今热卖的汽车款型来讨论汽车设计对于汽车的重要性,以此引入新课。

第二章现代轿车设计方法及步骤

每一种产品的设计都有它的工作步骤,轿车作为高级耐用工业品,更不例外。一辆新型轿车从构思、设计、试验、定型到成批生产,耗费巨大的资金和时间。其中车身开发设计是主要部分,约占整车开发费用和时间的70%,按照传统方式约需5-6年,采用电子计算机辅助设计(CAD/CAM),现在从设计到样车仅需2年时间或者更短。

目前各大汽车公司开始广泛采用基于电脑CAD/CAM的虚拟设计技术来缩短开发周期和缩减开发费用。虚拟技术(Virtual Reality)简称为VR,其实就是一种数字化处理过程。首先是利用电脑建立车辆概念的数字化模型,然后利用虚拟产品开发技术进行整车设计方案评估,包括整车空气动力学、主动安全与被动安全性分析以及疲劳分析等,很多以前需要用实车或样车来完成的测试工作,已经可以逐渐在电脑中实现。

2.1确定设计依据

首先要做广泛的市场调查,了解各层次消费者对汽车的需求,分析竞争对手,制定总体方案。根据总体方案制定车身边界参数和总布置方案。车身边界参数是指整车的的长、宽、高、轮距、轴距、最小转弯半径、车厢长、宽、高、驾驶座椅的可调整范围等。初步确定车身的基本技术数据及车内结构,决定总布置设计方案(如轿车是二厢或三厢)、驱动形式(如前置或后置发动机,前轮或后轮驱动)和配置高低。

2.2 开发设计

开发设计的内容分为基型开发和批量开发两个阶段。通过基型开发确定新车方案及车身边界,目的是试图找出车身外型、总布置设计方案及空气动力学三者之间的最佳关系方案。

图1 汽车设计草图

为简便获得最佳关系方案,采取途径是先绘制相关草图,例如外形草图、内饰草图,在大量草图的基础上经筛选后再绘制出效果图,如图1所示,再根据效果图制作许多一定比例尺寸的外模型和内模型,例如有1:1(内模型)、1:2.5、1:4、1:5等等,其中1:2.5外模型要经风洞试验,择优选择其中一些模型再列出各个模型的设计方案,再试验,比较,再择优选择。

有些厂家开发某种轿车的模型是采用装配式,即发动机舱盖、车身侧面部件可以分段更换,有多种组合,通过风洞试验选出最佳组合方案,可以减少小模型的数量及工作量。为了降低开发费用,初期开发阶段一般采用小比例模型,经过多次筛选定案,才制作1:1外模型,如图2所示。

风洞试验是模拟汽车道路行驶的试验,主要解决轿车行驶时的气流、通风、散热特性。通常需要在汽车或模型表面布置密密麻麻的压力传感器。为了布置这些传感器,技术人员得在汽车上钻上千个小孔固定传感器。

目前世界上各大汽车公司的风洞试验大致分为两大类,一类可测试气流特性,另一类可测试气流及散热特性。第一类风洞中,样车或模型置于可旋转的园台上,四轮置放在4个特殊而精密的大天平上,可测量气动力特性,例如阻力、升力、侧向力等分量,车身表面各点气流压力及周围的气流场。

第二类风洞中,有模拟自然条件的强光及温湿度控制,可进行样车及模型在各种速度变化下的温度测试。在现代风洞试验中,为了准确快捷,有的公司采用了新技术,例如福特汽车公司采用了一种“压力感应油漆”(PSP)涂抹在被测试车型上,当汽车涂上这种压力感应油漆后,工程师便可以在15分钟内对汽车的空气动力学性能进行一次全面的测试。

1:1外模型和内模型经过风洞试验,进行工程分析,再进行1:1外模型表面确认,经过几轮全尺寸模型的修改、试验,确定一个模型,进行车身总布置设计及工程分析,作为设计图纸及工装的原始依据,此时进入了批量开发阶段。工程分析包括采用有限元分析、模态分析、模拟台架试验分析、模拟碰撞安全分析等。

其中有限元分析是近30年随电子计算机发展起来的一种有效工程计算法,它包含离散化、单元分析、整体分析等三步骤计算,无论是车身、梁架、壳体及各种零件的变形和强度都可以通过有限元分析,从而获得用传统计算方法难以得到的理想结果。经过工程分析及风洞试验,进入样车设计和试制阶段,包括样车的风洞试验、道路试验。

然后进行零件图设计,在计算机系统上建立某一零部件的数字模型。最后进行生产线工装及设备制造,小批试制直至批量生产。

以上是轿车设计的基本概况。但汽车设计也有简繁之分,汽车制造企业一般按照技术的复杂程度分为三类。第一类是技术复杂程度最高的全新平台式开发,从发动机到底盘,从车身到电气都要全新开发,花费的时间与费用巨大。

第二种以开发新车身为主,造型、结构及尺寸都会有变化,同时在发动机、底盘、电气方面做继承式改进。第三种是局部改型。即平台基本不动,只改变车身的前后部造型和内外饰件,或增加一些舒适性功

图2 汽车1:1模型

能,配置新的动力总成(发动机及变速器)等,时间及费用最少。目前在世界上各大汽车企业,采用第

图3 汽车风洞试验

一类设计方式的轿车一般会生产5~6年,但往往每一、两年会进行局部改型,在灯具、饰件、散热栅架上做些变化,然后冠以某某年款车型推向市场。

课程总结与作业布置

试在现实生活中找找,现代汽车设计应用在现实中有哪些?

汽车新技术模块课程教案

讲稿03

新课引入

以能源危机和汽车的污染的日益严重,来引入电动汽车的发展前景。

第三章电动汽车

3.1 电动汽车的发展趋势

纯蓄电池驱动的超微型汽车,这种汽车降低了汽车的动力性和续驶里程的要求,充电过程比较简单,车速不高.较适合于市内或社区小范围内使用。由于多数采用了镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等高性能电池,车辆性能较有保证,已进人小批量试生严阶段。比如,日本的Hypermini采用了高性能锂离子电池,最高时速为90km,一次充电可行驶115 km.是一款适合未来城市道路行驶的家庭轿车。

目前,在电动汽车的商业化运作上,无论从产品技术还是从市场开发方面.都还面I临许多亟待解决的问题,这就需要政府的大力支持。比如,加快制定相关技术标准,出台对节能、环保汽车的税费减免和补贴措施,在基础设施建设上提供便利条件等。

3.2 电动汽车构造与原理

3.2.1 电动车的种类

电动汽车的分类,如图1

图1 电动汽车的分类

纯电动汽车车是以车载电源为能源的汽车,又称为EV。目前纯电动汽车主要有蓄电池电动车和燃料电池电动车。

蓄电池电动车是由充电式蓄电池为能源的电动车。目前这种电车普遍使用的电池一般都是铅酸蓄电池,铅酸蓄电池又有很多种类,常见的有个干呵电式蓄电池、湿荷电式蓄电池、阀控式蓄电池、免维护蓄电池、胶体蓄电池、水平板式蓄电池等。

动力部分广泛使用的是直流串励电动机和直流他励电动机,这种电机启动转矩大,具有"软"的机械特性,与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花,比功率较小、效率较低,控制电流大,维护保养工作量大,随着电机技术和电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BCDM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代。

燃料电池电动车目前使用的较少,因为燃料电池由于技术还不成熟其结构复杂,价格昂贵等缺点而限制了其适用范围,不过燃料电池转换效率高、无污染、运行噪声低、续驶里程长、无需充电时间(加

氢式)等优点被电动车未来的发展所看好。其动力和控制部分除了电池组部分有所不同外其他都大同小异。

3.3 蓄电池电动车

3.3.1结构如图2

图2 蓄电池电动车结构图

蓄电池电动车是由动力蓄电池向电动机供电从而驱动汽车行驶,是目前运用最广泛的电动车,其结构主要由动力蓄电池(车载电源)、控制器、接触器、控制电路、附加电路、DC/DC、DC/AC、电动机、变速器、附加电器、车身等组成。

蓄电池电动车是由多个动力蓄电池串联组成的电池组为电动车供电,电池组一般是36V~400V的直流电源,为了便于向一些低压用电设备供电,动力电池组还有DC/DC转换器。动力电池组采用并联或者串联的方式进行组合,在EV(电动汽车)上占据很大一部分有效的装载空间,在布置上有相当的难度,通常有“集中”布置和“分散”布置两种形式。

控制器是电动车大脑,它控制着电池电量的输出、电动机的转速、转向、过载保护、能量反馈等等,目前使用的控制器分为两大类:直流控制器和交流控制器。直流控制器使用比较广泛的是串励电机控制器和他励电机控制器,在是使用方面也都有各自的优势。交流控制器现在在技术上也有了很大的提高,不如变频调速,不过由于成本高所以在使用范围上收到了很大限制。

电动机是整个电动车的动力输出部分,就像汽车的发动机。现在电动车上使用的电动机以直流电动机为主流,交流电动机目前在电动车上还没有得到广泛应用。直流电机在电动车上应用最广泛的主要有串励电机和他励电机。交流电动机的使用还是以三相交流异步电动机为主。

3.3.2 电动车原理

1、蓄电池

有关电池的常见术语

放电:电池向外电路输送电流的过程。

放电容量:电池在规定条件下的放电电量或有效工作时间。

储存寿命:电池在规定条件下储存结束时,电池仍能保持规定的性能和储存期限。

电池极端:电池连接外电路的部件。

电动势:组成电池的两个电极的平衡电位差。

放电率:放电率指放电是的速率,通常用“时率”和“倍率”表示。

充电:将外电路输入蓄电池的电能转换为化学能储存起来的操作过程。

充电率:蓄电池在规定的时间内充到额定容量所需的电流值。

恒压充电:充电时保持充电器端电压不变的一种充电方法。

恒流充电:充电时保持充电电流不变的一种冲电方法。

极化:极化是电池由静止状态即电流为零转入工作状态产生的电池电压、电极电为的变化现象。

上一节我们说过,目前电动车上普遍使用的电池一般还都是铅酸蓄电池,但是这种电池有普通电池还有很大区别。动力铅酸蓄电池既要求有瞬时大电流放电特点,又要求铅酸蓄电池有持续大电流放电的能力。动力铅酸蓄电池有以下几个特点:

(1)单格电压高,汽车用铅酸蓄电池单格额定电压可达 2.0V,开路电压 2.1V,工作电压1.8V-2.0V。

(2)比功率和功率密度大,内阻小,长时间可输出大电流。

(3)性能可靠,冲放电可逆性好。

(4)循环次数多,寿命长。

(5)结构简单,价格低廉。

目前,电动汽车上应用最广泛的电源依然是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。

2、电池组的管理系统

动力电池组的管理系统包括对动力电池组的充电和放电时的电流、电压、放电深度、再生制动反馈的电流、电池的自放电率、电池的温度等进行控制。因为个别蓄电池性能变化后,影响到整个动力电池组的性能,用蓄电池管理系统来对整个动力电池组和对动力电池组中的每个单体电池进行监控,保持各个电池间的一致性,还要建立动力电池组维护系统,来保证电动车的正常运行。

电池组管理系统组成

电动车上动力电池组是它的主要电源,电动车全靠动力电池组提供电源。根据电动汽车所采用的电池的类型和动力电池组的组合方法,电池组管理系统主要包括:热管理系统;电池管理系统;电线线路管理系统。

动力电池组管理系统的功能和作用

动力电池组管理系统要承担动力电池组的全面管理,一方面保证动力电池组的正常运作,显示动力电池组的动态响应并及时报警,使驾驶员随时都能掌握动力电池组的情况。另一方面要对人身和车辆进行安全保护,避免因电池引起的各种事故。

电动汽车目前之所以没有得到有效的推广主要就是速度、充电时间和续驶里程收到了很大的限制,若想在这方面得到提高电池技术是一个重点。

3.3.3 驱动电机和驱动系统

驱动电机是EV的动力装置,这也是EV与内燃机汽车的根本区别之处。现代EV所采用驱动电机主要是交流电动机、永磁电动机、和开关阻尼电动机等。

电动车驱动系统由驱动电动机和驱动操纵系统共同组成,随着电动车结构形式不同,采用了不同驱动系统。电动车的驱动系统由集中驱动系统和轮毂驱动系统两驱动系统。

电动车的驱动系统总布置形式有以下几种,其特征如表1 所示:

(1)传统驱动模式

(2)电动机—驱动桥组合式驱动系统

(3)电动机—驱动桥整体式驱动系统

(4)轮毂电动机分散驱动系统

表1 EV的驱动系统总体布置形式、结构模型、特征

项目结构模型特征

传统的驱动模

式1.电动机代替发动机;

2.仍然采用内燃机汽车的传动系统,包括离合器、变速器、传动轴和驱动桥等总成;

3.有电动机前置、驱动桥前置、(F-F),电动机前置、驱动桥后置(F-R)等各种驱动模式;

4.结构复杂,效率低,不能充分发挥电动机的性能

电动机—驱动桥组合式驱动系统1.在电动机端盖处装置变速齿轮、差速器等驱动总成,形成电动机—驱动桥组合式驱动系统;

2.有电动机前置、驱动桥前置、(F-F),电动机前置、驱动桥后置(F-R)、驱动桥后置(R-R)等驱动模式;

3.传动机构紧凑,传动效率高,安装方便

电动机—驱动桥整体式驱动系统1.在电动机端盖处装置变速齿轮、差速器等驱动总成,电动机有一个空心轴,有一个驱动桥的半轴从电动机空心轴中通过;

2.有电动机前置、驱动桥前置、(F-F),电动机前置、驱动桥后置(F-R)、驱动桥后置(R-R)等驱动模式;

3.传动机构紧凑,传动效率高,可以作为驱动桥布置在车架下面

轮毂电动机分散驱动系统1.电动机装在车轮轮毂中,可以有4×2和4×4两种布置方式,各个车轮之间的同步转动或差速转动由中央控制器的计算机系统控制;2.4×2布置方式有双前轮驱动模式和双后轮驱动模式;

3.4×4布置方式可以实现4轮驱动模式;

4.能腾出大量有效空间,便于布置

3.4 燃料电池电动汽车

3.4.1燃料电池电动汽车的构成

燃料电池电动汽车的外形和内部空间与普通内燃机汽车几乎没什么差别,特别是燃料电池电动轿

车与普通内燃机轿车的外形无任何区别。单凭外形是无法区分燃料电池汽车与普通内燃机汽车的。燃料电动汽车与传统汽车不同之处在于动力系统。燃料电池电动汽车的动力系统主要由动力控制单元、电动机、电池组、燃料箱、储能装置及燃料加入口等组成。

燃料电池电动汽车的动力系统组成是很复杂的,主要组成为燃料系统、空气供给系统、控制器、燃料电池组、蓄电池、DC/DC转换器、DC/AC逆变器、电动机或发电机及驱动齿轮等。

3.4.2燃料电池电动汽车的种类

虽然燃料电池汽车的历史并不长,但由于燃料电池汽车具有突出的环保、节能优势,各种各样结构的燃料电池汽车不断问世。为了便与区分各种燃料电池汽车的结构特征,对燃料电池汽车进行科学的分类是十分必要的,目前常见的方法有三种。

1、是根据汽车是否带有储能设备(如蓄电池、飞轮等)分类,据此可把燃料电池汽车分为纯燃料电池汽车和混合(复合)式燃料电池汽车。

2、根据燃料特点把燃料电池汽车分为直接燃料电池汽车和重整燃料电池汽车。

3、分句燃料氢的储存方式的不同可以把燃料电池汽车分为压缩氢燃料电池汽车、液氢燃料电池汽车和合金吸附氢燃料电池汽车三种。

3.4.3燃料电池电动汽车动力系统的工作原理

由燃料电池组出发的电流经DC/DC逆变器后进入电动机驱动汽车行驶或经DC/DC转换器向蓄电池充电,当汽车行驶时需要的动力超过电池的发电能力时,蓄电池也参与工作,其电流经过DC/DC转换器进入电动机驱动汽车行驶。如图3所示

图3 燃料电池电动汽车动力系统的工作原理

2.3.4燃料电池电动汽车的驱动形式

驱动电机及其控制系统是燃料电池汽车的心脏,它的主要功能是使电能转变为机械能,并通过传统系统将能量传动到车轮驱动车辆行驶。

其基本构成有两个部分:电机及控制器。电机由控制器控制,是一个将电能转变为机械能的装置。控制器的作用是将动力源的电能转变为适合于电机运行的另一种形式的电能,所以控制器本质上是一个电能变换控制装置。

目前,燃料电池可以采用的电机驱动系统有直流电机驱动系统、异步电机驱动系统、同步电机驱动系统和开关磁阻电机驱动系统。

课程总结与作业布置

谈谈你认为影响电动汽车迅速普及的主观和客观因素有哪些?

汽车新技术模块课程教案

人类对宇宙的新探索的教案(基于资源的教案)

人类对宇宙的新探索 【教学重点】 本节内容是以人类对宇宙的认识为线索,由探测宇宙、开发宇宙和保护宇宙环境等内容组成。充分体现了人类活动和宇宙环境的关系。人类探测宇宙的目的是为开发宇宙资源,开发宇宙带来的一个重要问题是宇宙环境的保护,因而在教学中,使学生认识开发宇宙资源和保护宇宙环境的重要意义是本节的重点。本节的知识难度不大,但思想性比较强,教学中要充分利用教材中的图表资料或补充一些课外资料,运用读图、阅读分析资料和讨论等方法,有利于掌握知识,同时也使学生受到正确的思想观念教育。 【教学手段】多媒体资料库,多媒体课件 【教学过程】 【课前活动】要求学生分组收集有关世界和我国航天技术发展的资料,不同小组负责不同的领域。教师也可以把自己搜集的资料分发给学生。 【导入新课】通过了解地球的宇宙环境和日、月、地的关系,已认识到宇宙环境对地球的影响。然而人类对宇宙的探测经历了怎样的发展过程?探测宇宙的意义是什么呢? 【活动】①由学生把课前收集、了解的关于航天发展的资料内容做简要介绍。②阅读教材P11文字和插图,强调学生注意人类对宇宙的新探索“新”在哪里,并加以说明。 【提问】人类借助航天器和航天技术的发展,克服重重困难,穿过地球大气层,进入宇宙太空,开创了探测宇宙环境的新时代。在进入宇宙太空的新探索中,探测器、探测方式、探测内容和意义上,有哪些发展和变化? 【多媒体课件演示】展示相关的航天科学知识。如航天飞机、空间站、宇宙飞船等。 【活动】通过阅读教材内容,归纳填写下列表格内容。

【视频播放】播放“人类对火星的探测过程”视频。 【视频播放】播放“拓荒者号火星探测”视频。 【讲述】通过教材和刚才播放的视频片断,我们了解到,航天飞机的试航成功,使人类对宇宙空间的认识,已经从空间探索进入到空间开发和利用的新阶段。这是因为航天飞机能重复使用,是地球表面和近地轨道之间运送有效载荷的飞行器。在轨道上运行时,可以完成多种任务。航天飞机的出现是航天史上一个重要的里程碑,使人类自由往返宇宙空间、开发利用宇宙资源成为现实。 【多媒体演示】课本“中国向宇宙空间进军大事记”说明我国已步入世界航天技术先进国家的行列。多媒体课件中介绍我国航天领域的重大事件。 【提问】宇宙太空有哪些可供人类开发利用的资源?如何进行开发?开发宇宙资源的重要意义是什么? 【活动】学生分组,根据所了解的知识和教材有关内容,进行议论。(对上述问题的回答,不仅限于书本内容,要让学生充分发表个人见解,可举实例说明,也可大胆想象未来开发宇宙的广阔前景,培养学生的发散思维)。 【讲述】美国的整个阿波罗工程包括(1)确定登月方案;(2)准备了四项登月飞行辅助计划—“徘徊者”号探测器计划,发射9个探测器;“勘测者”号探测器并发射5个自动探测器在月面软着陆;“月球轨道环行器”计划,发射三个绕月飞行的探测器;“双子星座”号飞船计划,先后发射10艘各载2名宇航员的飞船。(3)研制运载火箭;(4)进行实验飞行;(5)研制阿波罗号飞船;(6)实现载人登月飞行。这项工程历时11年,耗资255亿美元。参加该工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。这一切说明探测开发宇宙资源需要以强大的国力做基础,以科学技术做支撑,否则是难以实现宇宙空间探测和开发的。 【视频播放】播放“太空殖民”、“太空生命维持系统”、“人类登陆火星”等视频。【总结】宇宙太空是人类未来发展的后备空间,在人类面临人口增长、资源枯竭、环境污染、生态破坏诸多问题的情况下,探索开发宇宙资源,有着重要和深远的意义。宇宙开发离我们并不遥远,目前人类的技术完全能够利用地球周围的资源,如何利用以及什么程度上的利用取决于经济上的可行性。宇宙开发对现在的社会生活逐渐发挥越来越重要的作用。

中考专题人类认识的宇宙和人类对宇宙的新探索练习

人类认识的宇宙和人类对宇宙的新探索练习 知能达标训练 一、选择题 1.形成天体系统的条件是() A.重量和体积B.相互吸引和相互绕转 C.数量和亮度D.物质组成和结构特征 2.总星系是指() A.太阳系和银河系的总称B.地月系和太阳系的总称 C.银河系和河外星系的总称D.太阳系和河外星系的总称 3.在夜晚晴朗的天空,我们能看到的一闪即逝的天体和拖着长尾的天体是() ①月亮②流星③彗星④星云 A.①②B.①③C.②③D.②④ 4.地球上所以有生命存在,是因为() ①地球处在一个比较稳定和安全的宇宙环境中②地球具备了生物生存的地形条件③地球具备了生物生存的土壤条件④地球具备了生物生存所必需的温度、大气和水等条件A.①②B.①③C.①④D.②④ 5.星空中视运动最不显著的天体是() A.木星B.月球C.牛郎星D.北极星 6.宇宙中有丰富的可供开发的资源是() ①太阳能资源②空间资源③风能资源④水能资源 A.①②B.①③C.①④D.②④ 7.下列对地球宇宙环境的叙述,正确的是() A.宇宙是物质的,但物质之间没有任何联系 B.宇宙是由物质组成的,任何物质之间都有相互吸引和绕转的关系 C.宇宙是物质的,物质是运动的,但物质的运动没有规律可循 D.宇宙是物质的,物质是运动的,物质的运动和联系是有规律和层次的 8.关于人类对宇宙探索的发展的叙述,正确的是() A.人类对宇宙探索的手段按发展顺序排列是:航天飞机、载人飞船、人造地球卫星B.随着人造地球卫星的出现,实现了人类对月球的直接取样观测 C.随着载人航天器的出现,实现了人类对天体的直接取样观测 D.宇宙探测的发展,对人们的社会生活没有影响 综合能力训练 1.阅读材料,分析回答问题: 材料一1999年4月1日《人民日报》载文指出:“尽管人类对月球已作过大量的测量和月球样品的分析,但是月球科学中的一些基本问题仍模糊不清。” 材料二我国古代有嫦娥奔月的传说。20世纪60年代美国登月成功。 (1)以地球为中心的天体系统是() A.太阳系B.地月系C.银河系D.总星系 (2)上述材料说明() A.意识是人脑对客观事物的反映 B.自然界是客观存在的物质的反映

人类对宇宙的认识过程天圆地方说

1、人类对宇宙的认识过程:天圆地方说、地圆说、地心说、日心说、大爆炸宇宙学说。 2、宇宙的基本特点:由各种形态的物质构成,在不断运动和发展变化。 3、天体的分类:星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质。 4、天体系统的成因:天体之间因相互吸引和相互绕转,形成天体系统。 5、天体系统的级别:地月系-太阳系-银河系(河外星系)-总星系 6、日地平均距离: 1.496 亿千米。 7、太阳系九大行星的位置:水金地火(小)、木土天海冥。 8、九大行星按结构特征分类:类地行星(水金地火)、巨行星(木土)、远日行星(天海冥)。 9、地球上生物出现和进化的原因:光照条件、稳定的宇宙环境、适宜的大气和温度、液态水。 10、太阳的主要成分氢和氦。 11、太阳辐射能量的来源核聚变反应。 12、太阳辐射对地球和人类的影响维持地表温度,水循环、大气运动等的动力,人类的主要能源。 13、太阳活动黑子(强弱标志| 光球层)、耀斑(最激烈|色球层)、日珥(色球层) 14、我国太阳能的分布:青藏高原(最高)、四川盆地(最低)。 15、太阳外部结构及其相应的太阳活动光球(黑子)、色球(耀斑)、日冕(太阳风)。 16、太阳黑子的变化周期11 年。 17、太阳活动对地球的影响:① 影响气候② 影响短波通讯③ 产生磁

暴现 18、月相新月、蛾眉月、上弦月、满月、下弦月、残月 19、月相变化规律:上上西西(上弦月),下下东东(下弦月) 20、星期的由来:朔望两弦四相。 21、空间探索阶段的开始1957年10月,原苏联第一颗人造地球卫星上天。 22、空间开发阶段的开始1981 年第一架航天飞机试航成功。 23、我国航天事业的发展史:1970年“东方红”一号、2005年“神舟六号”载人航天试验飞船。 24、宇宙自然资源的分类:空间资源(高真空、强辐射、失重)、太阳能资源、矿产资源。 25、保护宇宙环境清除太空垃圾、加强国际合作。 26、地球的平均半径6371 千米 27、地球的赤道周长 4 万千米 28、纬线和纬度,低纬、中纬、高纬的划分连接东西的线。每1 个纬度为111. 1千米;0-30、30-60、60-90。 29、经线和经度连接南北的线。相对的两条经线组成一个经线圈。 30、东西两半球的划分:西经20°和东经160 °的经线圈。 31、南北两半球的划分:以赤道为界,以北的为北半球,以南的为南半球。 32、南北回归线和南北极圈:23 ° 2和66 ° 3纬线 33、本初子午线0°经线,通过英国伦敦格林尼治天文台原址。 34、南北方向的判断有限方向,北极为最北,南极为最南。

人类对宇宙的探索与认识

人类对宇宙的探索与认识 我们的祖先渴望了解宇宙,但是他们没有真正找到了解的办法。今天,我们已找到了一种有效和精确地了解宇宙的办法,我们把这种方法称为“科学”。科学已经表明,宇宙是如此浩瀚而古老,因此人间世事往往显得无足轻重。 宇宙现在是这样,过去是这样,将来也是这样,只要一想起宇宙,我们就难以平静——我们的心情激动,感叹不已,我们知道我们在探索最深奥的秘密。 我们迫切希望能够了解宇宙,我们现有的大部分知识是从地球上获得的,然而地球只不过是宇宙中的一个小小的地方。宇宙是由无数的行星、恒星、彗星、星云等组成的,宇宙中是否有外星生命的存在成了我们所关注的焦点。总之,宇宙对我们的吸引力太大了,以下让我介绍一下人类探索的发展历程和一些宇宙知识吧。 恒星 人们用肉眼看到的星星,除了太阳系内的流星、彗星和五大行星(水、金、火、木和土星)之外,整个天空中的星星都是恒星。恒星是由炽热的气体所组成并能自己产生能量发光的近似球体的天体。由于它们的位置看上去似乎恒古不变,因此,古人它们为“恒星”。 在中国古代,早在司马迁的《史记·天官书》中就有了关于恒星颜色的记载:“白如狼,赤比心,黄比参左肩,苍比参右肩,黑比奎大星”。 恒星为什么会有这么多诱人的色彩呢?天上的星星发出的光在不同波段的强度是不一样的。从恒星光普型我们可以知道,恒星所呈现的不同颜色,代表了它们表面所处的不同温度。一般来说,发蓝光的恒星是年轻的星,会发热、温度较高,大约在2500~3500开,如猎户座η星。发黄光的恒星是常见的星,它们已经到了中年,温度居中,大约在6000~500开,如御夫座的五车二星。而发红光的恒星是垂亡的老年星,温度较低,大约在2000~3000开,如参宿四和心宿二等。 当你用眼睛直接观察恒星时,你会发现恒星有的亮些,有的暗些,为什么呢?这是因为不同亮度的恒星的光给予你的眼睛视网膜的能量大小不同。 不过恒星的这种亮度不是恒星的真实亮度,由于恒星距离有远有近,在夜空中看起来很亮的星可能是因为这颗星距离我们很近,相反,一颗看起来很暗的星,只是由于距离遥远才显得很暗。因此,恒星的目视星等反映不出恒星的真实亮度。 黑洞 广义相对论表明,引力场可以造成空间弯曲,强大的引力场可以造成强烈的空间弯曲,那么无限强大的引力场会产生什么情况呢? 1916年爱因斯坦发表广义相对论后不久,德国物理学家卡尔?史瓦西就用这个理论描绘了一个假设的完全球状星体附近的空间和时间是如何弯曲的。他

高中地理 1.3《人类对宇宙的新探索》教案4 人教版必修

人类对宇宙的新探索① 教学目标 1.知识目标:了解人类认识的宇宙范围在不断扩大,理解宇宙探索的意义,了解宇宙探索的现状。 2.德育目标:培养学生热爱科学和勇于探索的精神,认识保护宇宙环境对开发、利用宇宙的重要意义。 3.能力目标:培养学生观察能力、读书能力、分析综合思维能力等学习能力。 教学方法 导学式。 教学重点 宇宙探测的意义。 教学媒体 利用投影仪、录像片。 教学过程 【导入新课】播放录像:航天飞机发射。 【教师说明】这是1998年6月3日清晨美国发现号航天飞机升空时的情景。 【教师提问】搭载它一起升空的有一个什么仪器? 学生回答:阿尔法磁谱仪。 【教师提问】阿尔法磁谱仪的任务是什么? 学生回答:探索宇宙本源,寻找暗物质和反物质。

【教师讲述】阿尔法磁谱仪进入太空,探索宇宙本源是人类对宇宙的又一次新探索。今天我们一起来学习人类对宇宙的新探索。 【教师提问】人类利用哪些手段了解宇宙呢? 学生回答:双眼、望远镜、人造卫星、航天飞机、宇宙飞船等。 【教师提问】人类对宇宙的新探索始于哪种探测手段? 学生回答:1957年10月4日,前苏联第一颗人造地球卫星上天。因为它是首次在地球以外观测地球。 【播放录像】《第一颗人造地球卫星》 【教师提问】谈一谈你所知道的人类从此以后又有哪些新探索手段?进行了哪些探测活动?获得了哪些成果? 【出示投影】(补充资料) 人类对宇宙的新探索 (1)1959年,前苏联发射成功“月球3号”,它所携带的自动行星际站绕到月球背面上空,第一次主动拍摄了人类从未见过的月背照片。 (2)1961年4月21日,前苏联宇航员加加林乘座“东方号”宇宙飞船用108分钟绕地飞行一周,成为第一个飞出地球的人。 (3)1969年7月20日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗乘座“阿波罗11号”宇宙飞船登上月球。 (4)1971年,前苏联第一个“礼炮号”空间站发射上天。 (5)1976年,美国发射的“海盗号”飞船第一次登陆火星。 (6)1988年11月15日,前苏联发射第一架航天飞机“暴风雪号”。 (7)1995年,美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机和俄罗斯“和平号”轨道空间站首次对接成功。 (8)1997年7月4日,美国“探路者号”飞船顺利在火星上着路。 【教师提问】人类这些探索活动与望远镜观测有何不同? 学生回答:排除大气干扰,可直接取样。 【播放录像】《宇航员与月球车》

九年级科学下册 第一章 第1节 人类对宇宙的认识教案 浙教版

第1节人类对宇宙的认识 1教学目标 (1)认知目标:知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的。 了解大爆炸宇宙论的主要观点。 (2)技能目标:能利用气球建立星系运动模型来类比宇宙的膨胀 (3)情感和价值观:知道从地心说到日心说的发展以及宇宙起源的多种学说,领悟科学家追求真理的精神。 2学情分析 学生在学习了地球与宇宙之后,来进一步探究宇宙的过去、现在和未来的结局,内容比较抽象,难度比较大,但为学生的想象力和创新力发展提供了广阔的空间 3重点难点 教学重点:宇宙大爆炸理论 教学难点:宇宙的起源证据---------星系运动模型的建立 4教学过程 教学活动 活动1【导入】人类对宇宙的认识 引入: [师]宇宙是什么?《淮南子·原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。也就是宇宙=时间+空间+物质(能量) [师]那么宇宙从哪里来,它的过去、现在、将来的结局如何? 活动2【讲授】1、古代人类对宇宙的认识 学生阅读了解宇宙起源的有关神话传说。1、盘古开天辟地;2、上帝创造宇宙万物;3、盖天说;4、浑天说;5、宣夜说……

思考讨论1:说说你所了解的关于宇宙起源的神话故事。 2:古代人为什么会对宇宙的起源形成这样的认识? (古代观察天空的工具仅仅是眼睛,而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究,才发现了许多关于宇宙起源的证据。所以说人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应的。) 活动3【讲授】2、从的“地心说”到“日心说” 学生阅读托勒密的宇宙体系 让学生讨论说说,地心说的主要观点,它有哪些是值得肯定的? [师]“地心说”是亚里士多德的首创。而集大成者是公元2世纪古希腊最伟大的天文学家托勒密-------创立了历史上第一个完整的宇宙体系!“地心说”的核心是大地是宇宙的中心,太阳和其它天体都是绕地球转动的。 学生阅读哥白尼的宇宙体系 让学生说说,日心说的主要观点,它有哪些不足之处呢? [师]16世纪,波兰天文学家哥白尼建立了“日心说”宇宙体系。核心是“太阳是宇宙的中心,地球和行星是绕太阳转动的” 思考讨论3:为什么人们会感觉到太阳是东升西落,而地是静止不动的呢? 4:日心说中有关宇宙以太阳为中心的提法也是不正确的,用你所知道的相关知识加以解释。 [师]不能因为地心说的错误抹杀托勒密的历史功绩。不能因为地心说被占统治地位的教廷利用而贬低地心说。不能因为“日心说”反宗教而过分地迷信。那么,宇宙有中心吗?宇宙的中心在哪里? 活动4【讲授】3、现代宇宙学说 让学生阅读美国天文学家哈勃的发现

1.1 人类对宇宙的认识 同步练习及答案

1.1 人类对宇宙的认识同步练习及答案 一、单选题 1.“模拟实验”是一种常用的科学研究方法,以下不属于该研究方法的是() A. B. C. D. 2.目前航天飞船的飞行轨道都是近地轨道,一般在地面上方300km左右的轨道上绕地飞行,环绕地球飞行一周的时间约为90min左右.若飞船在赤道上空飞行,则飞船里的航天员在24h内可以看到的日落次数最接近() A. 2次 B. 4次 C. 8次 D. 16次 3.关于宇宙的产生的看法,下列说法正确是() A. 宇宙没有起源,天然而成的 B. 多数科学家认为宇宙诞生于150亿年前的一次大爆炸 C. 宇宙肯定是恒星的湮灭造成的 D. 宇宙产生于气候的变化 4.下列关于学说的提出、模型的建立或科学实验完成等先后顺序,不符合科学史实的是() A. 对太阳系的认识:先提出日心说,后提出地心说 B. 对海陆变迁的认识:先提出大陆漂移假说,后建立板块构造学说 C. 对电磁现象的认识:先发现电磁感应现象,后制造出发电机 D. 对原子结构的认识:卢瑟福先完成了α粒子散射实验,后提出原子的有核模型 5.关于宇宙大爆炸,下列说法中错误的是()

A. 宇宙诞生于距今约150万年前的一次原始火球大爆炸 B. 大爆炸宇宙模型认为,“原始火球”的温度和密度高得无法想像 C. “原始火球”的爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降 D. 根据宇宙大爆炸理论可推知,所有星系都在背离我们运动 6.下列有关人类探索宇宙过程中的说法不正确的是() A. 伽利略就用自制的望远镜观察天体 B. 牛顿第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子 C. 科学家把“哈勃”太空望远镜送入太空 D. 目前,人类观测到的最远的天体距离我们约130亿光年 7.下列对宇宙的有关认识正确的是() A. 月球表面有山、有空气,但无水和生命 B. 宇宙的大小结构层次为:宇宙→银河系→太阳系→地月系 C. 现在有很多证据已经证明宇宙是有边的、膨胀的 D. 太阳是一颗能自行发光发热的气体行星 8.目前能较好地解释火山、地震等地壳变动现象的学说是() A. 海底扩张学说 B. 大陆漂移学说 C. 板块构造学说 D. 大爆炸宇宙论 9.下列各物体的尺度,按由大到小的顺序排列正确的是() A. 地球太阳银河 B. 银河系太阳地球 C. 银河系地球太阳 D. 太阳银河系地球 10.人类对行星运动规律的认识有两种学说,下列说法正确的是() A. 地心说的代表人物是“托勒密” B. 地心说的代表人物是“亚里士多德” C. 日心说的代表人物是“开普勒” D. 地心说有其局限性,日心说没有局限性 11.下列说法正确的是() A. 恒星是指宇宙中不动的星球 B. 宇宙是由几千个星系组成的天体系统 C. 太阳是银河系中的一颗普通的恒星 D. 银河系只是有群星组成的天体 12.大爆炸宇宙论认为宇宙处于不断的膨胀中,所有的星系都在远离我们而去,离我们越远的星系,退行 越快。若在我们所在的星系1观测,下图能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)() A. B. C. D.

人类怎样认识宇宙

在实践中发展认识 ——观《人类怎样认识宇宙》有感工程管理学院管理科学与工程类 08******* 陈* 摘要:人类对自己所生存的地球及其所在的宇宙空间有一个从近到远、从模糊到清晰、不断更新、不断否定的认识过程,运用马克思主义哲学原理认识并理解这一过程有助于我们更好地认识世界、改造世界。 关键词:宇宙论、认识论、真理、实践 天文学的发展经历了一段漫长而崎岖的道路。它的全部历史贯穿着唯物主义宇宙观与唯心主义或宗教宇宙观的不间断和不可调和的斗争:从天圆地方到地圆天无边;从太阳绕地球转到地球绕太阳转;从地球是宇宙的中心到太阳是宇宙的中心,进而太阳仅是银河系中上千亿颗恒星中一颗很普通的恒星;从光速无限到光速有限;从牛顿时空观到爱因斯坦时空观;从宇宙无限到宇宙大爆炸等,不一枚举。由此可以得出一个明确的结论:我们对宇宙的认识是在不断升华的。 人类从来就生活在地球上,由于直观上感觉不到地球的运动,人们很自然认为地球是不动的,而其他天体都绕着地球转,这就是地心说的认识基础。鉴于它的表观合理性,地心说很容易为人们所接受。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了"地心说",即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。 日心说的确立是天文史上一场“翻天覆地”的重大革命。在历时达半世纪之久的斗争历程中波澜起伏,人才辈出,它的胜利主要归功于这样几个人:哥白尼、布鲁诺、第谷、开普勒、伽利略和牛顿。哥白尼积近四十年的探索和观测,首创以太阳为中心的“日心”宇宙体系,迈出人类认识宇宙历程上最艰难、最重要的一步,向自然科学与宗教神学最敏感的这个问题上首先发难。他那不朽巨著《天体运动》的出版,“给神学写了挑战书”。布鲁诺勇敢地叛逆宗教,以火焰般的热情宣传哥白尼学说,大胆提出宇宙无限论,最后以身殉难,宁愿受火刑,也决不向教会屈服。第谷在没有望远镜的条件下以非凡的技巧,长期对行星的位置进行了准确测定;开普勒则以惊人毅力对第谷的观测数据进行了令人叹为观止的严密分析。伽利略是实验自然科学的创始人,他首创了动力学,促成天文学发生根本的进展;他又是第一个使用望远镜观测天体的人,获得一系列惊人的发现。他观测金星的位相变化和木卫星绕行,这两项发现直观证实了“日心”系列的正确性。伽利略因他的成就而遭到天主教的残酷迫害。尽管他晚年在教会的淫威下被迫声称放弃哥白尼学说,但从严森的宗教法庭上还是传出激励人心的战斗口号——“地球仍在转动!”最后,牛顿把哥白尼、开普勒、伽利略和其他学者在天文学和动力学上的发现汇集起来,加上他自己在数学和力学上的创见,概括成一个迄今

新北师大版九年级教案:16.2浩瀚的宇宙 教案

浩瀚的宇宙 教学目标: 1.大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程,并认识人类对宇宙的探索将不断深入. 2.通过人类对宇宙探索历程的展示,培养学生对科学的追求、激发学生探索宇宙的兴趣,认识宇宙的科学态度、探索宇宙的科学精神. 3.大致了解我国的航空航天技术进展,体会我国载人航天成就在体现我国的综合实力及提升国际地位中的重要作用和影响. 重点难点: 1.人类对宇宙结构的认识历程 2.结合“神舟”飞船的成功发射,弘扬爱国主义精神,增强民族的自豪感. 教学过程: 以学定教 一、人类对宇宙的认识历程 教师:从古代人类向往宇宙,到实现飞天梦,人类一直在探索着宇宙.请大家说说我国实现飞天梦的大致历程(学生通过课前预习来回答) 从探索宇宙的工具为线索: 1.古人观天:用肉眼观测.对于地球上的万物,我们的古人认为是由“盘古开天”形成的,天圆地方. 2. 近代人观天:用望远镜观测. 3. 现代人观天:用射电望远镜(观测的范围可达3.0×1010L.Y.)和太空望远镜(哈勃)等来观测. 结论:人类对宇宙的认识历程是一个由近及远的过程. 二、两种学说 教师:人类认识宇宙是怎样的过程?在这个过程中,哪些科学家的发现、学说是你了解的? [学生以自己原有的知识,进行课堂全班性的交流] 人类对于宇宙的认识,开始于地球在宇宙的位置. 古时候,人们从直观的感觉出发,认为地球是静止不动的,日月星辰东升西落,是由于它们在围绕地球旋转.早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德(Aristotle)就已提出了

"地心说",即认为地球位于宇宙的中心,恒星、行星、太阳和月亮都在各自的轨道上围绕地球旋转.这是历史上最早的地心说.公元140年,古希腊天文学家托勒玫发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说.根据这一学说,地球为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动.这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年. 16世纪初,杰出的波兰天文学家哥白尼(Nicolaus Copernicus)经过长期的观测、研究,发现托勒玫的地心说有根本性的错误.1543年,在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说.在他阐释的日心体系中,太阳居于宇宙的中心,地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行.他对星空,尤其是对行星的运动状况做了将近40年的观测计算,提出了一种全新的宇宙理论---日心说. 意大利学者布鲁诺(Giordano Bruno)进一步认为,太阳只是无数恒星中的一颗,仅是太阳系的中心,而不是宇宙的中心,这一认识使哥白尼日心说得到了进一步发展.由于日心说危及到当时罗马教会的思想统治,反动教会对布鲁诺恨之入骨,用种种恐怖手段逼迫布鲁诺放弃日心说,布鲁诺宁死不屈,最后被活活烧死. 以后的许多科学家利用更先进的观测仪器,经过了长期的观察、总结、计算,从而最终证实了哥白尼的日心学说.地球的地位从居宇宙之中的特殊天体降为绕太阳运动的一颗普通行星. “地心说”已经在16世纪时被否定了,“日心说”也随着人们对宇宙越来越多的了解,渐渐露出它的不完整性. (通过对两种学说的讲解让学生感受到探索历程的艰难曲折) 三、恒星也在运动 1718年,英国天文学家哈雷通过观测和分析,首次指出恒星不动的概念是错误的.1783年,另一位科学家赫歇尔通过对所观测到的大量恒星运动的统计分析,发现太阳以大约每秒20千米的速度朝着织女星方向运动.太阳空间运动的发现彻底动摇了哥白尼的日心体系中太阳固定不动的观念. 1917年,美国天文学家沙普利通过对银河系内天体分布的分析,确认太阳并不位于银河系的中心,而是处于相对说来比较靠近银河系边缘的地方.太阳只是银河系中一颗毫无特殊地位可言的普通恒星,地球更谈不到了. 恒星不是绝对不动,它们的相对位置也在变化.

2019-2020学年度浙教版科学九年级下册第 1 节 人类对宇宙的认识知识点练习第四十五篇

2019-2020学年度浙教版科学九年级下册第1 节人类对宇宙的认识知识点练习 第四十五篇 第1题【单选题】 下列关于宇宙大爆炸的说法中正确的是( ) A、宇宙起源于一个非常稳定的“原始火球” B、“原始火球”爆炸导致空间处处膨胀,温度处处下降 C、目前宇宙的膨胀已经结束 D、目前宇宙的膨胀已经结束且已经开始收缩 【答案】: 【解析】: 第2题【单选题】 关于宇宙大爆炸,下列说法中错误的是( ) A、宇宙诞生于距今约150万年前的一次原始火球大爆炸 B、大爆炸宇宙模型认为,“原始火球”的温度和密度高得无法想像 C、“原始火球”的爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降 D、根据宇宙大爆炸理论可推知,所有星系都在背离我们运动 【答案】: 【解析】:

第3题【单选题】 如图所示为大爆炸宇宙模型半径、温度与时间之间的关系。从图中可以看出( ) ①随着宇宙半径的增大,宇宙温度在降低 ②随着宇宙半径的增大,宇宙温度在升高 ③宇宙在不断收缩 ④宇宙在不断膨胀 A、①③ B、①④ C、②④ D、②③ 【答案】: 【解析】:

第4题【单选题】 用绳子系着一个小球做圆周运动,当小球速度逐渐加快时,你感受到的拉力( ) A、逐渐变小 B、逐渐变大 C、不变 D、以上情况都有可能 【答案】: 【解析】: 第5题【单选题】 下列关于宇宙认识说法正确是( ) A、宇宙中天体的位置是始终不变的 B、宇宙是方形的 C、哥白尼创立了“日心说” D、太阳就是宇宙的中心 【答案】: 【解析】: 第6题【单选题】 关于地心说和日心说的下列说法中,正确的是( ) A、地心说的参考系是地球 B、日心说的参考系是地球 C、地心说和日心说只是参考系不同,两者具有等同的价值

1.1人类认识的宇宙──第一课时

1.1人类认识的宇宙——第一课时 教学目标: ——知识目标 1.了解宇宙、天体的观念,理解宇宙的基本特征。 2.了解地球是宇宙中既普通又特殊的天体,正确理解地球上存在生命的条件 --- 能力目标 能运用图表形象掌握太阳系的主要成员,分析说明地球 的普通性与特殊性 --- 德育目标 1.树立科学的宇宙观、发展观; 2.通过讲述中国古代取得的天文成就,培养学生爱国情感。 教学重难点 1.天体系统的层次 2.太阳系结构图 3.地球存在生命的条件 教学方法 1.通过讲授法使学生对地球所处的宇宙大环境能有基本的认识、激发其兴趣。 2.引导学生去收集材料,培养其初步的读图分析能力。

课时安排 2 课时 教学过程 第一课时 I .导入新课: 同学们,地球是我们赖以生存的家园,她为我们提供了生存和发展所必需的物质基础,因此,要实现人类的可持续发展,更好地开发利用自然资源,就必须对我们的家园一一地球,有较深刻全面的了解。而地球作为宇宙中的一个天体,其运动和变化又不能不受到其他天体的影响。越来越多的事实说明,地球上发生的不少自然现象如果仅从地球本身找它们的因果关系,有时难以得到满意的解答。因此要全面了解地球,较圆满地理解地球上的一些自然现象,首先要对地球所处的宇宙环境有一个基本的认识。为此,教材就把“宇宙环境”作为全书的开篇第一单元,讲述地球所处的宇宙环境是什么样子。 今天,我们就一起来看一看目前人类认识到的宇宙是什么样子的。下面,请同学们迅速阅读序言部分。 n .讲述新课: 板书>§ 1.1人类认识的宇宙 一、人类目前观测到的宇宙

(学生看书阅读后回答:什么是宇宙?老师补充讲解、 板书) 古代,人们把空间称为“宇”,把时间称为“宙”;因此,我们可以说宇宙是空间和时间的总和。而现代的天文探测表明,宇宙是由各种形态的物质构成的,是在不断运动变化的。如果要给宇宙在地理学意义上下个定义的话,我们可以这么定义: 宇宙:是广袤的空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质与能量的总称。也就是天地万物的总称。 板书> 1.宇宙的概念 古代:空间一时间 现代:物质一运动 地理学定义:... 人类对宇宙的认识经历了漫长曲折的过程,下面我们就一起来回忆一下人类对宇宙的认识过程: 板书>2.人类对宇宙的认识过程: 模糊的天地概念(托勒密“地心说” )-太阳系(哥白尼“日心说”)-银河系(18世纪、赫歇尔)-上百亿年和上百亿光年的时空区域(20世纪60年代以来、空间探测技术的发展)古代,人们出于农业生产或辨识方向等一些生活、生产的需

1。3 人类对宇宙的认识及探索

第三节人类对宇宙的认识及探索 把握考向走进高考 备考重点 1. 常见天体的分类,地球是宇宙中的天体。 2. 地球的宇宙环境,地球是太阳系中一颗普通而又特殊的行星。 3. 宇宙探测的意义及现状。 能力要求 1. 认识宇宙中的各类天体,熟悉各级天体系统,认识地球的普遍性和特殊性,从宇宙环境和自身环境等方面,理解地球上生命存在的原因。 2. 了解宇宙探测的意义、现状以及对人类现代生活的影响,关注重大航天活动。 要点扫描基础自测 一、人类目前观测到的宇宙 1. 宇宙的特点 (1)物质性:由恒星、星云、________、流星、________及星际空间的________等各种天体构成。 (2)运动性:各种天体之间________和________,形成天体系统。 2. 天体系统的层次性 总星系银河系________________其它________、小行星、 ________、流星体等其它恒星系________ 二、宇宙中的地球 1. 八大行星的排序:由里向外为________、________、地球、________、________、________、________、________。 2. 八大行星的分类(1)类地行星:________、________、地球、________(2)巨行星:________、________(3)远日行星:________、________ 3. 地球上存在生命的条件 (1)宇宙环境太阳无明显变化,________比较稳定大小行星________,宇宙环境比较安全(2)自身条件日地距离适中,地表温度________地球________,形成适合生物呼吸的大气地球内部运动,形成液态水和海洋 三、宇宙探索 1. 人类探索宇宙的历程 2. 宇宙开发 (1)宇宙空间资源特点:________利用:收集地球信息,进行科学实验 (2) ________:地球最重要的能源 (3)矿产资源:月岩中的矿产 3. 我国目前的三大航天基地:________________、______________、__________________ 目前正在计划在海南________建立另一航天发射基地。 探索思考拓展思维 1. 站在地球上,你所看到的天体每天在怎样运动?与地球自转有什么联系?你能找到北极星吗? 2. 假若宇宙中某颗行星有生命存在,它应具备哪些条件? 3. 航天员的宇航服具有哪些特殊的功能? 4. 我国的三大航天基地的气候和地球自转线速度有什么不同?

高中地理 人类认识的宇宙教案 湘教版必修1

高中地理人类认识的宇宙教案湘教版必修1 教学目标 一、知识目标 1.了解宇宙的概念和宇宙的特点。 2.了解宇宙的主要组成物质、天体及其类型。 3.了解天体系统的结构,以及地球在天体系统中的位置。 4.理解地球上存在生物的原因。 二、能力目标 1.通过阅读分析教材,使学生具有归纳整理知识、提取重点和找出知识间内在联系的自学能力。 2.通过阅读图片、画图和思考等活动,提高学生从图中获取知识的能力。 三、德育目标 1.通过了解宇宙的物质组成,使学生树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观,并注意识别和抵制伪科学。 2.通过了解天文学家探索宇宙的事例,激发学生爱科学和探索宇宙奥秘的精神。 关于天体系统的教学建议关于天体系统,教师重点要说明天体系统的层次。尤其是知道地球在这个层次中的位置。人类目前观测到的宇宙,其最远的天体离地球大约150亿~200亿光年。我们针对目前观测到的宇宙进行了分类。因此有了天体系统的层次。建议教师采用本期提供的动画“天体系统”来进行教学。该动画能很清晰地展现天体系统的层次。而且有各类天体的典型图片,能加深学生的印象。尤其动画中包含了太阳系和地月系的动画,使学生能一目了然地了解各个层次的天体运行状态。 关于地球的普通性的教学建议 在“宇宙中的地球”这部分,教材提到了地球是太阳系中的一颗普通行星。为了。让学生理解这点,教师可以通过出示“太阳系九大行星的比较数据”表格,让学生比较太阳系中九大行星五个指标的数值。则不难发现,地球的邻居们和地球非常相像。尤其是金星,其质量、体积和地球相差无几。这些数据说明:地球在太阳系成员中是非常普通的,其运动状态和运动特征没有任何特殊的地方。如果课时允许,教师可以引导学生总结太阳系九大行星的运行特征:(1)共面性;(2)近圆性;(3)同向性。之所以要重点提出地球的普通性,是为了让学生树立正确的宇宙观,树立唯物主义的世界观:世界是物质的,各种物质都处在不断的运动变化中,但它们的运动是有规律的。 【教学重点】①天体系统的层次;②理解地球是太阳系中一颗特殊行星的含义。 【教学手段】多媒体资料库 【教学过程】 (引课)古训曰:“上下四方曰宇,古往今来曰宙”由此理解宇宙的含义,即体现时间性——不断运动和发展变化;空间性——各种形态的物质构成。 (总结板书) 一、宇宙 二、天体和天体系统 (学生活动:阅读教材P3图1.2思考)天体系统分为几个级别?由大到小的排列顺序是什么? (教师总结板书)

浙教版九年级科学下册第1节人类对宇宙的认识教案

《第 1 节人类对宇宙的认识》教案 一、教学目标 (一)知识与技能1.了解宇宙的物质性和运动性、天体的多样性、天体系统的层次性;2.理解地球在宇宙中的普遍性和特殊性;3.掌握太阳系中九大行星的组成、分类、运动、小行星带、物理特征;4.知道地球上生命存在的基本条件(外部条件、自身条件); 5.树立科学的宇宙观和辩证唯物主义思想方法。 (二)过程与方法解释说明法、推理分析法、归纳总结法 (三)情感态度与价值观通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。 二、教学重点 1.天体系统的层次结构;2.地球上生命存在的基本条件。 三、教学难点 1.建立宇宙中的空间概念; 2.理解地球上生命存在的基本条件 四、教学准备 课本插图和课件。 五、教学过程 新课讲解: 1.观测过程 (1)古代:、地心说 ①天圆地方说: A.产生背景:古代的人由于活动范围很小,再加上没有先进的观测仪器,因此往往 凭自己的直觉去认识世界。如当人们看到眼前的地面是平的方的,就认为整个大地都是平的方的,并把天空看作倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅,于是就有了“天圆地方”之说。正

如北朝民歌《敕勒歌》中所说:“敕勒川,阴山下。天似穹庐,笼盖四野。天苍苍,野茫茫,风吹草低见牛羊。” B.错误原因:“天圆地方说”经历了十分漫长的过程,后来人们通过多方面的观察实践,逐渐发现这个学说是错误的,它与许多实际情况不相符。产生错误的原因可以用两句古诗来概括,即“不识庐山真面目,只缘身在此山中” (苏轼的《题西林壁》 )。 C.有力证据:麦哲伦的环球航行、海边的观船情景、地球的卫星照片等,都有力证明了地球呈球形并不是方的,地不是方的同样天也不是圆的。说明:中国的“盘古开天辟地说”、西方的“上帝创造宇宙说” 、古巴比伦的“闭合箱子说” 。 ②地心说:古希腊天文学家托勒密2世纪在《天文学大全》中提出地心说。A主要 理论:该学说认为,我们人类生活的地球就是宇宙中心,所有天体均围绕地球运转。 B.错 误原因:不识庐山真面目,只缘身在此山中。因为生活在地球上的人类不能直接感觉到地球的运动,却能直接感觉到日月星辰围绕地球运转,所以很容易误认为地球是静止不动的宇宙中心。C.进步局限:地心说与天圆地方说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在地心说认识到了“宇宙具有物质性和运动性” ;局限性主要表现在地心说认为“地球是 宇宙中心,所有天体均围绕地球运转”,这与实际情况不相符。 (2) 近代:日心说、星系 ①日心说:波兰天文学家哥白尼16世纪在《天体运行论》中提出日心说。 A.主要理论:该学说认为,太阳就是宇宙中心,宇宙就是太阳系,所有天体均在围绕太阳运转。B.沉重代价:由于日心说违背了封建统治者的意愿,与封建统治者的利益发生严重冲突,因此哥 白尼遭到了灭顶之灾而葬身于火海,他为追求科学真理献出了宝贵的生命。 C.进步局限: 日心说与地心说相比既具有进步性又具有局限性。进步性主要表现在日心说认识到了“地球 在围绕太阳运转” ,不是“太阳在围绕地球运转” ;局限性主要表现在日心说认为“太阳就是宇宙中心,宇宙就是太阳系,所有天体均在围绕太阳运转”,这与实际情况不相符。 ②星系:地球和太阳均不是宇宙中心,因为“山外有山,天外有天”,宇宙既没有边 界也无所谓中心。18 世纪天文学家引进“星系”一词,此时的星系实际上就是宇宙的同义词,现在的星系成为同银河系规模相当的天体系统的简称。 (3) 现代:上百亿年、上百亿光年 ①17 世纪以前,天文学家在漫长的年代里只能靠肉眼来观测宇宙,能看到的星星只有 六、七千颗。②17世纪,意大利天文学家伽利略发明了天文望远镜,是人类观测宇宙的眼界大开。③20世纪60年代,天文学家发明了大型射电天文望远镜,它通过观测天体的无线

九年级科学下册 1.1《人类对宇宙的认识》练习题 浙教版

第一节人类对宇宙的认识 1.宇宙起源的证据是( ) A.哈勃定律 B.旧约“创世纪” C.盘古开天辟地的神话 D.女娲补天的传说 2.中国古代流传着“开天辟地”的神话,下列对该神话的说法正确的是( ) A.这是一个科学假设 B.它能科学地解释宇宙起源 C.它采用了宇宙膨胀的观点 D.它既是神话,也反映了人类对宇宙起源进行探究的思想 3.下列有关宇宙的起源的说法,得不到科学支持的是( ) A.大约在150亿年前,我们所处的这个宇宙是被挤压在一起的一个“原始火球” B.宇宙就是在这个大火球发生的一次大爆炸中诞生的 C.宇宙是相当近的过去创生的,十七世纪时邬谢尔主教算出宇宙诞生的日期是公元前4004年 D.大爆炸理论尚不能确切地解释宇宙在“原始火球”之前到底存在着什么东西 4.哈勃对星系光谱的研究发现星系运动有如下特点( ) A.所有的星系都在远离我们而去 B.星系离我们越远,运动的速度越快 C.星系间的距离在不断地扩大 D.以上说法都是 5.现代宇宙论最重要的证据是( ) A.霍金提出的黑洞理论

B.所有的星系都在远离我们而去,星系离我们越远,运动的速度越快 C.古代“上帝”创造的 D.气球充气后不断膨胀,气球上各个小圆点间的距离不断变大 6.目前,大爆炸宇宙论已被大多数科学家所接受,其主要观点有( ) A.宇宙的年龄大约是150亿岁 B.宇宙以极高的密度和温度,被挤压在一个“原始火球”中 C.宇宙在爆炸中诞生,并不断地膨胀下去 D.以上说法都是 7.科学家对1994年夏发生的彗星撞击木星的天文现象进行了准确的预报和大量的观察研究,这一事实表明( ) A.宇宙膨胀理论是错误的 B.人类已能预测一切自然现象 C.人类对宇宙的认识正在不断深化 D.宇宙是不可认识的,以上准确预报只是巧合 8.关于假说,下列说法正确的是( ) A.假说就是一种毫无根据的猜测 B.假说只要被大众接受了就是事实 C.假说是需要有证据支持的一种结论 D.假说成立的关键是有丰富的想像力 9.下列宇宙探测的成果中,对改变人类社会生活起了重要作用的是( ) ①发现宇宙中存在着大量的X射线和伽马射线;②利用卫星进行气象观测、军事侦察、空间通讯、飞机导航等;③利用卫星寻找地球上的资源;④探测到许多行星表面的物理特性和化学成分 A.①②B.②③C.③④D.②④ 10.宇宙起源的证据——星系运动的特点(哈勃发现): __ __;

《人类认识的宇宙》高一地理优秀教案

《人类认识的宇宙》高一地理优秀教案 1.了解宇宙的概念和宇宙的特点。 2.了解宇宙的主要组成物质、天体及其类型。 3.了解天体系统的结构,以及地球在天体系统中的位置。 4.理解地球上存在生物的原因。 1.通过阅读分析教材,使学生具有归纳知识、提取重点和找出知识间内在联系的自学能力。 2.通过阅读图片、画图和思考等活动,提高学生从图中获取知识的能力。 1.通过了解宇宙的物质组成,使学生树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观,并注意识别和抵制伪科学。 2.通过了解天文学家探索宇宙的事例,激发学生爱科学和探索宇宙奥秘的精神。

关于天体系统,教师重点要说明天体系统的层次。尤其是知道 地球在这个层次中的位置。人类目前观测到的宇宙,其最远的天体离地球大约150亿~200亿光年。我们针对目前观测到的宇宙进行了分类。因此有了天体系统的层次。建议教师采用本期提供的动画“天体系统”来进行教学。该动画能很清晰地展现天体系统的层次。而且有各类天体的典型图片,能加深学生的印象。尤其动画中包含了太阳系和地月系的动画,使学生能一目了然地了解各个层次的天体运行状态。 在“宇宙中的地球”这部分,教材提到了地球是太阳系中的一 颗普通行星。为了让学生理解这点,教师可以通过出示“太阳系九大行星的比较数据”表格,让学生比较太阳系中九大行星五个指标的数值。则不难发现,地球的邻居们和地球非常相像。尤其是金星,其质量、体积和地球相差无几。这些数据说明:地球在太阳系成员中是非常普通的,其运动状态和运动特征没有任何特殊的地方。如果课时允许,教师可以引导学生总结太阳系九大行星的运行特征:(1)共面性;(2)近圆性;(3)同向性。之所以要重点提出地球的普通性,是为了让学生树立正确的宇宙观,树立唯物主义的世界观:世界是物质的,各种物质都处在不断的运动变化中,但它们的运动是有规律的。 关于地球的特殊性的教学建议

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