地理必修1第一节 地球在宇宙中教学设计

第一节　地球在宇宙中

学习目标：1.了解宇宙中天体的主要类别和天体系统的层次。2.说出太阳系的组成及地球在太阳系中的位置，学会描述地球的宇宙环境。(重点) 　3.运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。(重点、难点)

一、宇宙

1．概念

宇宙是时间、空间和万事万物的总称。时间上无始无终，空间上无边无界，都是无限的。

2．组成

宇宙由不同形态的物质组成，我们把这些物质称为天体，天体分为星云、恒星、行星、彗星、流星体和星际物质等，恒星和星云是宇宙中的基本天体。

3．天体系统

(1)形成：邻近的天体彼此相互吸引、相互绕转。

(2)级别：A表示总星系，河外星系的级别与B相同(填字母)。C表示太阳系，其中心天体是太阳。

[特别提醒]　天体可分为自然天体如恒星、行星等和人造天体如在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船等。

(3)总星系只是我们目前观测到的宇宙部分，随着探测技术的进步和发展，人类能够观测到的范围可能会更大。

二、太阳系

1．组成：由太阳、八颗行星及其卫星、矮行星、太阳系小天体及行星际物质组成。

2．八颗行星

三、地球的普通性和特殊性

1．地球的普通性

就大小和质量而言，地球在太阳系八颗行星中并不显眼。

2．特殊性——存在生命

(1)两个相邻的天体一定属于同一个天体系统。    (　　)

(2)在太阳系的八颗行星中，水星是距离太阳最近、表面温度最高的行星。      (　　)

(3)地球之所以有生命，主要是因为地球所处的宇宙环境很安全。 

  (　　)

(4)总星系包括银河系和河外星系。     (　　)

(5)下列不属于天体的是  (　　)

①月球　②星云　③天空中飞翔的小鸟　④待发射的人造卫星

A．①②　　　 B．②③　　　

C．③④　   D．①④

【提示】　(1)×　组成天体系统的天体具有相互吸引、相互绕转的关系。

(2)√　距太阳由远到近，行星表面温度升高。水星距离太阳最近，八大行星中表面温度最高。

(3)×　地球上具有生命物质，是地球自身有适宜的温度、液态水和大气中有氧，外部条件有稳定的光照和安全的宇宙环境，两者共同影响。

(4)√

(5)C　[天体是宇宙空间的物质的总称，判断是否是天体看物质的位置。天空中飞翔的小鸟和待发射的人造卫星都属于地球的一部分，不属于天体。]

2018年7月9日11时56分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将巴基斯坦遥感卫星一号和科学实验卫星“ParkTES—IA”发射，进入预定轨道。

问题1　(区域认知)在发射架上等待发射的“卫星”是天体吗？进入预定轨道的“卫星”是天体吗？

提示：待发射卫星是地球的一部分，尚未进入宇宙空间，不是天体。而进入预定轨道的卫星，独立存在于宇宙空间，因此是天体。

问题2　(综合思维)巴基斯坦遥感卫星和“ParkTES—IA”卫星在轨绕地球飞行期间，与地球能构成天体系统吗？说明你的理由。

提示：能构成天体系统，因为两颗卫星围绕地球飞行，两者具有相互吸引、相互绕转的关系。

1．“三看”法判断天体

(1)一看位置：独立存在于地球的大气层之外的物体是天体，进入大气层或落回地面的物体不属于天体。

(2)二看实质：是不是宇宙间的物质，自然现象不属于天体。

(3)三看运转：是否在一定的轨道上独自运转，依附在其他天体上运行的物体不属于天体，如在火星上考察的火星车。

以流星体、流星现象、陨星为例分析如下：

2．天体系统判断的“两个技巧”

一是要相互绕转。不绕转不能构成天体系统。如月球绕地球运转形成地月系；北斗七星之间没有相互绕转不能形成天体系统。二是要有等级差别。如地球和月球分属行星和卫星，有等级差别，构成天体系统；北斗七星都是恒星，属于同一等级，不能构成天体系统。

1．2017年11月18日，狮子座爆发流星雨，我国部分地区可见，完成(1)～(2)题。

(1)图示流星体属于   (　　)

A．绕地球公转的天体

B．绕太阳公转的天体

C．绕月球公转的天体

D．太阳系外的天体 

(2)冲向地球的流星体绝大部分都在大气层中燃烧掉了，其产生的地理意义是(　　)

A．使地球表面的平均温度升高

B．减少紫外线对地球生物的伤害

C．减少了小天体对地球表面的撞击

D．使地球表面昼夜温差不至于过大

(1)B　(2)C　[第(1)题，图示流星体是太阳系行星际空间的尘粒和固体小块，它们围绕太阳公转。第(2)题，冲向地球的流星体绝大部分都在大气层中燃烧掉了，减少了小天体对地球表面的撞击。]

太阳系“家庭会议”纪要

太阳——我是家长，我的质量占了太阳系总质量的99%以上，你们在我的引力下，都要围绕我旋转，都要听我的，八兄弟姊妹公转运动要同向，要和我的自转方向一致，运动要大致共面，轨道要近圆，否则我们的家庭就没有秩序。

金星——我是星光大道上的明星，我的最佳创意是“太阳从西边出来”。

火星——人们一直怀疑我是地球失散多年的孪生兄弟。

地球——我是特殊的又是普通的，我的运动和结构与七仙女姐妹有许多相同之处。

木星和土星——别看我们身形如此庞大，实际上是虚胖罢了。

天王星和海王星——天高皇帝远，我们躲在寒冷阴暗的角落里。

问题1　(地理实践力)太阳的发言中透露出地球和七仙女姐妹共同的运动特征有哪些？

【提示】　共同特征是同向性、共面性和近圆性。

问题2　(综合思维)为什么说地球是一颗普通行星？

【提示】　地球的组成、结构和运动特征和其他七大行星相似，没有特别之处。

1. 

2．结构特征：按照距日远近、质量、体积等特征，通常把八颗行星分为类地行星、巨行星和远日行星三大类。

图示法记忆八颗行星的特征

2．通过火星探测器收集到的大量数据，麻省理工学院的科学家们揭露了关于火星降雪的非常有趣的事实。火星的大气成分主要是二氧化碳，火星上的雪花是由二氧化碳构成的——实际上就是干冰的小颗粒。读地球与火星的相关资料，回答(1)～(2)题。

(1)从表中可以看出地球与火星(　　)

A．质量相近　　　　　 B．体积接近

C．公转周期最接近   D．自转周期相近

(2)火星表面温度比地球表面温度低得多，主要原因可能是(　　)

A．火星距日较远

B．火星大气对太阳辐射的削弱作用特别强

C．火星大气保温作用非常弱

D．火星上昼夜更替周期比较长

(1)D　(2)A　[第(1)题，由表中地球和火星的两组数据对比，可知两者最为相近的是自转周期。第(2)题，火星表面温度比地球表面温度低得多，依表可知主要原因是火星距太阳较远。]

美国国家航天局(NASA)官网2017年10月报道，一个国际研究团队研究火星勘探飞行器，观测数据后发现：火星南部艾瑞达尼亚海存在大约37亿年前形成的大量海底热液沉积物，或为研究地球生命起源提供重要线索。

问题1　(人地协调)结合上述材料，你认为火星可能存在生命吗？依据是什么？

【提示】　可能，因为火星上有液态水。

不可能，因为发现的热液是水合盐类，不是真正的液态水，同时没有适宜生物呼吸的大气，气温也较低。(回答其中一种观点即可)

问题2　(综合思维)火星上适合生命存在的外部条件有哪些？

【提示】　稳定的光照和安全的宇宙环境。

地外生命存在条件的分析方法

分析地外生命存在的条件，可以以地球存在生命的条件为范例进行分析，具体从以下几个方面入手：

(1)看行星与恒星的距离是否适中。距离适中才可能有适宜的温度和液态水。

2看行星的体积、质量是否适中。只有适中的体积和质量才可吸引适量的大气，才可能形成适合生物呼吸的大气层。

3看行星的自转、公转周期是否适中。适中的自转、公转周期可以使行星表面的温度变化幅度不会太大。若某行星具有适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水这三个基本条件，该行星上就可能有生命物质存在。

3．来自欧洲的天文学家宣称，他们在距离地球20.5光年以外的太空发现了一颗与地球颇为相似的行星，并认为这颗行星上可能“适合孕育生命”。据此回答(1)～(2)题。

(1)该行星“适合孕育生命”的条件主要包括(　　)

①温度适宜　②有液态水　③无大气 　④宇宙环境安全、稳定

A．①②③　　　　　　　 B．①②④

C．②③④   D．①③④

(2)地球上的大气适于生物的呼吸，大气层的存在主要取决于(　　)

A．日照条件稳定   

B．日地距离适中

C．地球的质量和体积适中   

D．有原始海洋

(1)B　(2)C　[第(1)题，“适合孕育生命”的条件主要有适宜的温度、液态水、大气、安全稳定的宇宙环境。第(2)题，地球具有适中的体积和质量，其引力可以使大量的气体聚集在地球的周围。]

太阳系模式图

(教师用书独具)

探讨1　(综合思维)八大行星绕日公转的运动特征有哪些？

提示：同向性、近圆性和共面性。

探讨2　(地理实践力)从图中可以看出，地球上具有生命存在的原因有哪些？

提示：日地距离适中，使地球表面有适宜的温度；大小行星各行其道，互不干拢，地球有一个安全的宇宙环境。

探讨3　(综合思维)与其他行星相比，地球运动特征有无特殊之处？由此可以得到什么结论？

提示：无特殊。其他行星都可能有生命存在。

1．整体太阳系模式图的判读

(1)一看组成

按距日远近记忆八颗行星，明确小行星带的位置。

(2)二看公转方向

若公转方向为逆时针，说明是从地球北极上空看公转；若公转方向为顺时针，说明是从地球南极上空看公转。

(3)三看运动特征

即八颗行星的同向性、近圆性和共面性。

(4)四看结构特征

即八颗行星按体积、质量、距日远近分为类地行星、巨行星和远日行星。

(5)五看生命物质存在的条件

①安全的宇宙环境；②有适宜的温度；③有适合生物生存的大气；④有液态水

2．局部太阳系模式图的判读

(1)一看公转轨道弯曲方向

如上图所示我们可知太阳位于图的右侧。

(2)二看行星名称

如上图所示中间轨道为地球，其右侧为金星，左侧为火星。

据英国《卫报》报道，地球化学家史蒂文·本纳认为，地球上的生命起源于火星，是被陨石或者火山喷发带到地球上来的。读表中的相关数据，结合所学知识回答(1)～(2)题。

(1)火星位于下图中(　　)

A．①　　　　　 B．②

C．③   D．④

(2)在八颗行星中，人类首选火星作为探索生命起源和进化的行星，主要是因为火星上的一些地理现象与地球上的一些地理现象很相似，主要表现为   (　　)

①火星和地球都被厚厚的大气层所包围　②火星、地球自转周期的长度都比较适中　③火星、地球与太阳的距离都比较适中　④火星上和地球上都有四季变化，且四季的长度一样

A．①②③   B．②③

C．①②③④   D．①③

(1)B　(2)B　[第(1)题，图中黑点区域为小行星带，小行星带的内侧为火星(②)。第(2)题，结合图表可知，火星、地球自转周期的长度都比较适中，火星、地球与太阳的距离也较适中，使得地球和火星光热适度，利于生命的出现和发展。]

月食

2018年7月28日出现了21世纪持续时间最长的月全食现象，持续时间达到1小时44分钟。

月全食过程示意图

月食是月球运行到地球的阴影区时(日—地—月共线)，因为太阳光线被地球所遮挡，而出现的一种特殊天文现象，分月偏食、月全食和月环食三种。

读下图，完成1～2题。

1．月球所属的最高级天体系统是(　　)

A．太阳系　　　　 B．银河系

C．地月系   D．总星系

2．图中能发生月食的点是(　　)

A．甲   B．乙

C．丙   D．丁

1．D　2.C　[第1题，结合天体系统层次图，可判断，月球所属最高级天体系统是总星系。第2题，丙位置地球能够遮挡太阳光线，可能发生月食。]

(教师用书独具)

题组1　地球的宇宙环境

2013年6月26日上午“神舟十号”三名航天员在完成再次进驻“天宫一号”、进行相关科学实验，在太空飞行15天后，成功返回地球。据此回答1～2题。

1．下列与“天宫一号”属于同一类天体的是(　　)

A．飞机

B．流星雨

C．深空探测的“嫦娥二号”卫星

D．陨石

2．“天宫一号”所绕转的天体属于(　　)

①河外星系　②太阳系　③地月系　④总星系

A．①②③　　　　　 B．①②④

C．②③④   D．①③④

1．C　2.C 　[ 第1题，“天宫一号”与现在正在深空探测的“嫦娥二号”卫星一样都属于人造天体；飞机、陨石都不属于天体；流星雨为流星体闯入大气层燃烧留下的光迹。第2题，“天宫一号”是围绕地球的短暂空间站，四个天体系统中，只有河外星系不包含地球。]

题组2　地球是太阳系中的一颗普通行星

读图，完成3～4题。

3．图中的行星M是 (　　)

A．土星　　 B．水星　　

C．火星   D．金星

4．地球与木星相比(　　)

A．两者绕日公转的轨道都是正圆形

B．两者都自西向东绕日公转

C．地球的密度和质量都比木星大

D．地球表面的温度比木星低

3．C　4.B　[第3题，在太阳系模式图中火星轨道位于地球轨道和木星轨道之间。第4题，地球与木星绕日公转的轨道是近圆而不是正圆，公转方向都是自西向东；木星是巨行星，地球属于类地行星，木星质量大，密度小；地球距日较近，表面温度比木星高。]

题组3　存在生命的行星

美国宇航局科学家对第一次银河系行星数量普查做出的估计，银河系内的行星数量是一个天文数字，至少达到500亿颗，其中有大约5亿颗坐落于所谓的“金发姑娘区”，也就是适居区。据此回答5～6题。

5．对“金发姑娘区”描述不正确的是(　　)

A．这一地区的温度既不太高，也不太低，适宜生命存在

B．这一地区只有气态水存在

C．这一地区宇宙环境比较安全

D．这一地区星球的表面可能存在大气层

6．地球具有生命存在的条件和其成因的组合正确的是(　　)

A．适合生物呼吸的大气——适中的日地距离

B．适宜的温度——地球适中的质量和体积

C．液态水——地球大气的成分

D．适宜的温度——适中的日地距离

5．B　6.D　[第5题，据题干可知“金发姑娘区”是适居区，即该区应有适合生命存在的温度、液态水、大气及稳定的宇宙环境。第6题，地球存在生命的条件中，适合生物呼吸的大气与地球的体积、质量有关；适宜的温度与日地距离有关；液态水与地球适宜的温度有关。]

(教师用书独具)

教材P4探索

1．太阳辐射是太阳系中各行星光和热的源泉，太阳系八颗行星中，距离太阳越近，得到的太阳辐射能越多，表面温度越高。从表中可以看出，太阳系八颗行星中，从水星到海王星距离太阳越来越远，其表面温度越来越低。

2．地球固体表面平均温度为22℃，这和它在太阳系中距太阳远近适中有直接关系。

教材P7读表

读教材表1—1—2“八颗行星主要物理性质比较”，可以看出：

通过以上分析，我们可以总结出三类行星各自的共同特征有：

(1)类地行星距日较近，质量和体积都较小，但密度较大。

(2)巨行星距日距离处于居中位置，质量和体积较大，但密度较小。

(3)远日行星质量和体积一般，密度较小，但距日较远。

教材P8思考

金星、火星与太阳的距离和表面平均温度的关系如下：

如果地球处在金星的位置，表面温度会太高，将不适合生物生存；如果处于火星的位置，表面温度又会太低，也不适合生物的生存。

教材P10思考

1．1877年，意大利天文学家乔瓦尼·斯基亚帕雷里观测到火星上到处有长长的直线，这可能就是火星上的运河或者水道。2004年后，欧洲“火星快车”首次发现火星南极存在冰，随后美国“机遇”号火星探测器又在火星表面分析了曾经有水存在的线索。有水可以作为火星曾经有生命存在的证据。

2．火星上的空气很稀薄，太阳辐射很强；大气主要由二氧化碳构成，而且气压只有地球的1%；火星的空气干燥；平均气温在0℃以下，即使在赤道上，白天的气温也很少高过冰点，到了晚上，气温会骤然下降到－100℃左右；火星表面一片荒芜，沙尘暴频繁且猛烈，甚至可以笼罩整个星球。这些条件都不适合人类生存。

教材P10复习题

1．宇宙由不同形态的物质组成，我们把这些物质统称为天体。按照天体的体积、质量、温度、成分、形态等物理和化学性质将它们划分为星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体和行星际物质等。其中星云和恒星是宇宙中的基本天体，是构成宇宙的主要物质形态。

宇宙中的天体都在不停地高速运动着。邻近的天体彼此相互吸引，形成了以公共质心为中心、其他天体围绕这个中心旋转的天体“集团”，科学家称它们为天体系统。天体系统按大小可分为总星系、星系、恒星系统、行星系统四个层次。

2．地球在体积、质量和构成等方面，与水星、金星、火星有很大的相似性；在运动特征上与其他大行星都具有相同的公转方向、几乎处在同一个平面上、公转轨道都近似一个正圆。所以，地球是太阳系中一颗普通的行星。

现代宇宙探测的结果表明，地球是宇宙中目前已知的唯一有生物，特别是存在着高级智慧生物的天体。存在生命使地球又成为太阳系甚至宇宙中一颗特殊的行星。

3．地球所处的宇宙环境，可由近及远，即由地球扩展到太阳系，然后到银河系，最后到总星系；也可由远及近，由总星系论及银河系而后到太阳系。重点应介绍太阳系中地球所处的位置，以及各大行星在物质组成和运动特征方面的相似性。