粤沪版八年级下册5 宇宙深处教案

沪粤版物理八年级下册

 10.5 宇宙深处 教案

【三维教学目标】

1、知道万有引力定律。正是太阳对各行星的引力，使行星在各自的轨道上绕日运行，形成太阳系。同样，由于地球的引力，才使地球周围的一切被牢牢地吸引在地球的周围，为人类创造了良好的生存环境。

2、知道地球仅是太阳系的一员，而太阳系又是茫茫银河系中的一员，银河系外还有星系，这种认识将不断深化。

通过阅读课文、资料，观察图片和动手做实验，了解人类认识宇宙的历程，并且随着科学的进步，这种认识将不断深化。

3、能积极参与各种活动，对探索宇宙产生兴趣。

【教材分析】

这两节也属地理学的内容，学生在小学《自然》、初中《地理》中可能知道一些，因此，本节教学应侧重于物理内容。

介绍地心说、日心说的目的是向学生展示人类对宇宙的认识是由错误向正确靠近，并逐步深化的。牛顿的万有引力定律不是凭空想像的，它是建筑在前人对太阳系观察积累的资料的基础上，这个定律又引导着人们挣脱地球束缚，进行飞向太空的探索行动。关于定律内容，只需通过一些简单的实验活动，让学生有所感悟就行了。

关于飞向太空，应注意向学生介绍我国在航天方面取得的巨大成就，以进一步振奋民族精神。

从太阳系到银河系，宇宙到底有多大？应结合文中的图，向学生展示宇宙的确很大很大，人类能够观察到的范围正随着科技进步在不断扩大。

开发新家园，应该是飞出地球话题的继续，可引导学生在阅读图的基础上，进行畅谈或提出问题，以发挥他们的想像力。

【教学重点、难点】

1、“两说”提出的历史意义。

2、万有引力定律。

3、人类认识宇宙的范围。

【教学方法】阅读、交流讨论、讲解、练习。

【教学过程】

一、引入新课

2、大爆炸前的宇宙   视频1

视频导入：斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking，1942年1月8日至2018年3月14日），男，出生于英国牛津，英国剑桥大学著名物理学家，现代最伟大的物理学家之一、20世纪享有国际盛誉的伟人之一。

斯蒂芬·威廉·霍金的研究领域：

    斯蒂芬·威廉·霍金主要成就：

斯蒂芬•霍金一直从事宇宙的基本定律的研究工作，着重致力于研究黑洞。与罗杰•彭罗斯一起，他发现爱因斯坦的广义相对论暗示了空间和时间是从大爆炸奇点处开始而至黑洞结 束。这些结果显示把广义相对论与量子理论结合起来是必要的，这是二十世纪前半世纪的另一个科学发展。他发现的这样一个结合的一个后果是黑洞不应该是完全黑的，黑洞向外辐射，最终蒸发，消失。另一个推测是宇宙在想象的时间里没 有边缘，它是无限的。

        1962年他在牛津毕业,去剑桥读研究生;

        1965年获剑桥博士学位;

        1973年他的首部著作《空时的大型结构》出版;

        1974年宣布发现黑洞辐射,成为皇家学会会员;

        1977年他被任命为剑桥大学引力物理学教授;

        1978年获物理界最有威望的大奖—阿尔伯特·爱因斯坦奖;

        1979年他被任命为剑桥大学卢卡斯数学教授;

        1981年他参加梵蒂冈宇宙学大会,宣布无边界构想,被授予大英帝国高级骑士;

        1988年出版《时间简史:从大爆炸到黑洞》并获沃尔夫基金奖;

        1989年被授予大英帝国荣誉爵士;

        1989年他获得英国爵士荣誉称号,成为了英国皇家学会学员和美国科学院外

籍院士;获得伦敦皇家天文学会的埃丁顿勋章;梵蒂冈教皇科学学会十一世勋 章;霍普金斯奖;美国丹尼欧海涅曼奖;马克斯韦奖;英国皇家学会的休斯勋章;

     2009年8月12日，获得自由勋章

     同时他还致力于理论物理学，与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，他还证明了黑洞的面积定理。

3、板书：一、宇宙大爆炸论   视频2

“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Georges Lemaître）首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

二、进行新课

1、黑洞——虫洞——白洞   视频3   视频4

黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小，热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

白洞是一个强引力源，其外部引力性质均与黑洞相同，白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞理论主要可用来解释一些高能天体现象。白洞是宇宙中的喷射源，可以向外部区域提供物质和能量，但不能吸收外部区域的任何物质和辐射，所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体，与黑洞正好相反。

2、暗物质  视频5

暗物质（Dark matter）是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分，但又不属于构成可见天体的任何一种目前已知的物质。大量天文学观测中发现的疑似违反牛顿万有引力的现象可以在假设暗物质存在的前提下得到很好的解释。现代天文学通过天体的运动、引力透镜效应、宇宙的大尺度结构的形成、微波背景辐射等观测结果表明暗物质可能大量存在于星系、星团及宇宙中，其质量远大于宇宙中全部可见天体的质量总和。结合宇宙中微波背景辐射各向异性观测和标准宇宙学模型（ΛCDM模型），目前的观测表明宇宙总能量的26.8% 由暗物质贡献，构成天体和星际气体的常规物质只占4.9%，其余68.3%为推动宇宙加速膨胀的暗能量。

3、从太阳系到银河系 PPT图

浩瀚的宇宙是什么样子的？我们每天抬头看到的星星、星云是什么样子的？

太阳系是四十六亿年前伴随着太阳的形成而形成的。太阳星云由于自身引力的作用而逐渐凝聚，渐渐形成了一个由多个天体按一定规律排列组成的天体系统。太阳系的成员包括一颗恒星、八大行星、至少六十三颗卫星、约一百万颗小行星、无数的彗星和星际物质等。

1）离太阳最远的是冥王星。

2）知道银河系是由1300亿颗恒星形成的巨大星系，以及它的范围。

构成：银河系是由众多恒星及星际物质组成的一个庞大的天体系统。像太阳这样的恒星有2000多亿颗。

形状：侧视图中的银河系像个中间厚、四周薄的铁饼；俯视图中的银河系又像一个大旋涡，有四条螺旋状旋臂从中心伸出。

大小：银河系的直径约10万光年。太阳与银河系的中心相距约为3万光年。

    目前，人们观测到的类似于银河系的天体系统，就有10亿个左右。这些天体系统被称为星系。所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。

3）知道光年的含义。

4、宇宙到底有多大？ PPT图

1）现在人们的视野能达到的范围。

2）知道总星系。

3）知道宇宙是无限的，人们对它的认识在不断提高和扩大。

5、开发新家园

板书：二、开发新家园

空间站（外文名：Space Station），又称航天站、太空站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。其结构特点是体积比较大，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。到目前为止，全世界已发射了9个空间站。

“勇气号”火星车在火星上

神舟飞船是我国自行研制，具有完全自主知识产权，达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。“神舟”飞船的轨道舱是一个圆柱体，总长度为2．8米，最大直径2．25米，一端与返回舱相通，另一端与空间对接机构连接。轨道舱被称为“多功能厅”，因为几名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外，其他时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉和盥洗等诸多功能于一体。 神舟号飞船是采用三舱一段，即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成，由13个分系统组成。神舟飞船前后有十号，2013年6月11日17时38分神舟十号发射升空。

俄国著名的火箭先驱齐奥尔科夫斯基曾经说过：“地球是人类的摇篮，但是你不能永远待在摇篮里。”科学的发展，必将使人们实现星际航行，到其他天体上去创建新的家园。

指导学生发挥畅想，想像人类未来的新家园的蓝图。

三、归纳小结：

让学生自己对本节所学进行归纳。

四、巩固练习

1、完成“自我评价与作业”。

2、做本节基训。

五、反思：由于本节知识比较抽象，学习中要求学生要充分发挥其想像力，并充分运用好正确的学习方法对宇宙进行认识，进行构想。本节要求不高，练习中学生对所要求的知识掌握得较好。