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2019-2020年高中地理《宇宙和恒星》教案3 中圖版選修1 教學目標 1．使學生能夠正確認識太陽的基本特征及其外部結構。 2．了解太陽活動對地球的影響及太陽的能量來源。 教學重點 太陽大氣結構，黑子和耀斑對地球的影響。 教學難點 太陽活動（黑子和耀斑）對地球的影響。 教學方法 談話法。 教學媒體 投影片、掛圖。 教學過程 【導入新課】 在前面我們學習了地球在宇宙中，初步了解了地球的宇宙環(huán)境，認識到地球只不過是千千萬萬顆普通天體中的一個，然而地球又以其具有生命存在而大大不同于一般天體，這其中，地球和太陽的千絲萬縷的關系是至關重要的。今天我們就學習離我們最近的恒星和恒星系統(tǒng)——太陽和太陽系。 【板書】 第二節(jié) 太陽和太陽系 一、太陽概況 【啟發(fā)引導】 太陽的光和熱是人類賴以生存和活動的源泉，有了太陽，地球上才有了萬物生機。 你們知道太陽有多大嗎？它又是由什么物質組成的？ 太陽同所有的恒星一樣，也是由熾熱的氣體構成的，主要成分為氫和氦。這顆距離地球最近的恒星，日地平均距離也有1.5億千米遠。光走過這段距離，也需要8分18秒的時間。跟地球相比，太陽到底有多大？我們來看一組數(shù)據(jù)： 【板書】 日地平均距離1.5億千米 【出示投影】 地球與太陽的幾組對比數(shù)據(jù) 項目 太陽 地球 倍數(shù) 半徑（R） 70萬千米 6371千米 109 體積（V） 1.411018千米3 11000億千米3 130萬 質量（m） 1.9891027噸 5.9761021噸 33萬 密度（ρ） 1.41克/厘米3 5.5189克/厘米3 1/4 表面重力加速度（g） 27300厘米/秒2 980厘米/秒2 28 【指導學生看書】 【承轉過渡】 我們許多同學都聽說過太陽黑子，這黑子到底是什么物質？存在于太陽的什么地方？除了黑子之外，太陽上還有些什么？這些要求我們必須去了解太陽的結構了。 事實上，人類對于太陽的了解還是太少了。太陽的內部結構，直到目前我們也知之甚少，大多只能根據(jù)理論推算，從太陽中心到邊緣可分為核反應區(qū)、輻射區(qū)、對流區(qū)和太陽大氣。 【邊介紹邊畫太陽內部結構板圖】 太陽的中心是核反應區(qū)，通過熱核聚變釋放出巨大的能量，能量通過輻射區(qū)、對流區(qū)向外傳遞。 我們現(xiàn)在借助探測儀器可以直接觀測到的，實際上是太陽的大氣層——外部構造，人們發(fā)現(xiàn)太陽大氣從里向外分為三層。 太陽大氣分為哪三層呢？請同學們快速閱讀課文——太陽的外部構造。 學生快速閱讀。 【啟發(fā)提問】 （1）太陽大氣的最底層是什么層？為什么叫光球層？ （2）太陽黑子是怎么回事？ 太陽大氣的最底層是光球層，我們用肉眼看到的明亮奪目的太陽光就是從這一層發(fā)出的，所以稱之為“光”球層。光球層的太陽大氣很薄，只有500千米厚，溫度也不高，只有6000K，對于巨大熾熱的太陽來說，光球層確實太薄了，溫度也的確不高。 【邊講邊畫太陽外部結構板圖】 太陽黑子實際上就是光球層表面溫度比較低的區(qū)域，這里比光球表面低1500℃左右，因而顯得比光球暗，由此得名。 指導學生讀“太陽”掛圖，看太陽黑子。 【啟發(fā)提問】 哪位同學能為我們介紹一些關于黑子的情況？ 根據(jù)回答情況，補充介紹： （1）黑子的周期：數(shù)目具有周期性，極大年，極小年，11年周期（指導讀書中的插圖）； （2）黑子的大?。捍笮〔灰?，小的直徑有2千米，大的直徑3000～7000千米； （3）壽命：很短，幾小時——幾個月； （4）一般成群出現(xiàn)，一個點→一對→一群→消失； （5）黑子有強大的磁場，波峰年會影響地球，出現(xiàn)異常； （6）我國很早就有了關于黑子的記錄。 公元前，《漢書》記載“三月乙末，日出黃，有黑氣大如錢，居日中央?！笨墒?，為什么光球層表面會出現(xiàn)黑子？至今，這還是一個未解之謎。 【啟發(fā)提問】 （1）太陽大氣的第二層是什么？有什么特點？ （2）色球層上有什么活動方式？ 光球層外，是太陽大氣的第二層，這是一層玫瑰色的太陽大氣，因而稱為色球層。 指導學生讀掛圖《太陽》，觀看色球層的色彩和活動方式。 與光球相比，色球厚多了，有幾千千米厚，溫度也高，從里向外，溫度由四五千度升高到幾萬度，但發(fā)出的可見光卻很弱，平時無法直接用肉眼觀測，只有在日全食時，或用特殊儀器才能看到。為什么溫度越來越高，而可見光卻很弱，目前，這也是一個未解之謎。 引導學生讀掛圖。我們看，在色球層中，有時會突然出現(xiàn)這樣紅色的火焰，巨大的火焰柱升騰而起，這種現(xiàn)象稱為日珥，日珥上升的高度可達幾百到幾十萬千米，最高可達100多萬千米，然后在太陽引力的作用下，回落太陽表面，或者掙脫太陽引力，消散于茫茫宇宙之中。 我們再看掛圖，這里有一些非常明亮的斑點。色球層上，有時短時間內某個區(qū)域會出現(xiàn)這種突然增亮的現(xiàn)象，我們稱之為耀斑，又叫色球爆發(fā)。 【簡介耀斑】 （1）壽命：300秒到幾分鐘，其間面積、亮度增到極大，然后減弱、消失； （2）周期：與黑子一致，11年，出現(xiàn)的位置也與黑子對應； （3）能量巨大；書上形容得很好，它在很短的時間內，能放出巨大的能量，有很強的無線電波、射線以及高能帶電的粒子流，相當于100億顆百萬噸級的氫彈的能量。 這能量如果能被我們利用該多好呀，可是目前我們還遠遠做不到。耀斑爆發(fā)為什么會釋放出如此巨大的能量？我們還不清楚；它為什么會與黑子對應出現(xiàn)？我們也不清楚，這又是一個未解之謎。黑子和耀斑都是太陽活動的主要標志。 【啟發(fā)提問】 （1）太陽大氣的最外層又有什么特點？ （2）太陽上真的會“刮風”嗎？ 色球層之外，是越來越稀薄的太陽大氣的最外層——日冕，它的溫度極高，可高達100萬度，這是一層完全電離的氣體層；日冕的厚度極厚，可從色球層邊緣向外延伸到幾個太陽半徑那么遠，但亮度卻更暗了，也只有在日全食或用日冕儀才能看到。 在100萬度高溫的作用下，太陽大氣在這一層被熱電離為高能帶電的粒子流，有極大的動能，容易掙脫太陽的引力，以高速沖向行星際空間，這種現(xiàn)象就是太陽風， 【簡介太陽風】 （1）是熱電離的氣體粒子以高速向外沖出； （2）速度約為350km／s以上，5～6天就可到達地球（可對比地球上的風速）； （3）組成粒子中，He核占95％，H核占5％。 為什么太陽大氣越向外溫度越高呢？這又是一個未解之謎。 宇宙真是太令人神往了，我多么希望這些謎底是由我們來揭開。 【啟發(fā)提問】 太陽大氣由里向外的三層，厚度、溫度變化有什么規(guī)律？各層主要的活動方式都有什么？ 【總結板書，列表】 【承轉過渡】 黑子具有強大的磁場、耀斑可釋放出巨大的能量、太陽風是高能帶電的粒子流，當這些活動出現(xiàn)的時候，勢必會對地球造成很大的影響。 【啟發(fā)提問】 （1）黑子、耀斑、太陽風都以什么形式影響地球？ （2）對地球會造成什么影響？ 學生討論、回答。 黑子和耀斑增多時，會發(fā)出強烈的射電，干擾地球上空的電離層，影響地面的無線電短波通訊。 指導學生閱讀《高中地圖冊》第二章《大氣垂直分層圖》，簡介地球的電離層及其作用。舉例說明黑子和耀斑發(fā)出的射電對無線電短波通訊的影響（見參考資料）。 耀斑和太陽風放射出的高能帶電粒子流，沖擊地球磁場，使磁針不能正確指示方向，產(chǎn)生“磁暴”。 出示投影片《太陽活動對地球的影響》，引導學生分析，帶電粒子流使地球磁場發(fā)生了什么變化？帶電粒子流沖進地球大氣，被地球磁場捕獲，沿磁力線向地球兩磁極運動，與稀薄的大氣碰撞激發(fā)，產(chǎn)生極光。 【小結并板書】 【承轉過渡】 除此以外，太陽活動的影響還有很多，現(xiàn)在專門有人在研究“太陽活動與氣候”、“太陽活動與人體健康”等，太陽之所以會有如此大的影響，關鍵在于它有太多、太大的能量。 【啟發(fā)提問】 （1）太陽如此巨大的能量從哪里來的呢？ （2）再有多長時間太陽的能量就會消耗完了？ 指導學生速讀課本《太陽能量的來源》。 這節(jié)課，我們從太陽開始，認識地球身邊的事物，下一節(jié)我們將繼續(xù)了解距離我們更近的、就在太陽系中的一些其他的天體。 【課堂總結，布置作業(yè)】 【板書設計】 第二節(jié) 太陽和太陽系 一、太陽概況 主要成分：氫和氦 基本數(shù)據(jù)：（見書） 二、太陽的外部結構 1．太陽的外部結構板圖 2．對比 層次 特征 厚度 溫度 亮度 太陽活動 日冕層 銀白、淡黃 太陽風 色球層 因色而名 耀斑 光球層 因光而名 黑子 漸大 漸高 漸暗 3．太陽活動對地球的影響 4．太陽能量的來源 太陽中心的熱核聚變 第二課時 教學目標 1．使學生能夠正確認識太陽系的組成。 2．使學生能夠了解太陽系中各種天體的性質特征。 教學重點 太陽系的組成。 教學難點 行星和恒星的區(qū)別。 教學媒體 “太陽系模式圖”掛圖，錄像機及自行剪輯九大行星概況、彗星錄像節(jié)目，投影片或月貌圖片。 教學過程 【導入新課】 在前面我們學習了地球在宇宙中，了解了地球所在的太陽系的中心天體—太陽的情況，今天我們就到太陽系中去看一看，看看在太陽系這個大家庭中，我們地球還有哪些兄弟姐妹。 【板書】 三、太陽系及其成員 【啟發(fā)引導】 （1）太陽系都由哪些天體類型構成？ （2）太陽系的中心天體是哪一個？為什么它會成為中心天體？ 太陽系是由太陽、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流行體、行星際物質構成的天體系統(tǒng)，中心天體是太陽，因為太陽的質量實在是太大了，占太陽系總質量的99.86％。根據(jù)萬有引力定律，大質量的吸引小質量的。這樣，太陽系中的其它天體就在太陽巨大引力的作用下，圍繞太陽公轉，太陽成為中心天體。 【指導學生畫書】 【啟發(fā)引導】 （1）請同學們一起看“太陽系模式圖”，從圖中可見，除太陽外最重要的一種天體是什么？ （2）什么特征的天體就是行星？ （3）你知道在滿天的繁星中，哪些是恒星？哪些是行星？ （4）你對哪一顆行星有所了解？請介紹給同學們。 （5）現(xiàn)在，太陽系中已發(fā)現(xiàn)的行星有哪幾顆？按照距離太陽由近及遠的順序，快速記憶。 行星和小行星是非常重要的一種天體，行星是在橢圓軌道上繞太陽運行的、近似球形的天體，質量比太陽小得多，本身不發(fā)射可見光，以反射太陽光而發(fā)亮。 行星，“行”說明它有相對的位置移動；恒星，“恒”說明它的相對位置不發(fā)生變化，即在以恒星組成的各個星座的天空背景上，行星有明顯的相對移動。恒星中，只有太陽給我們的感覺例外，這是因為與其它遙遠的恒星相比，太陽距離我們太近了，而地球圍繞著太陽公轉，造成了每天太陽東升西落的視運動。一般情況下，目視觀測，滿天繁星中，眨眼睛的是恒星，不眨眼睛的是行星。 目前已知太陽系有九大行星，按照距離太陽由近及遠，依次為：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星；在火星、木星之間夾有小行星帶。 九大行星中，水星距離太陽最近，常常湮滅在太陽奪目的光輝中，只有在特殊的日子里，才能看到。我們比較常見的是金星、火星、木星、土星；而天王星、海王星、冥王星距離太遠了，必須用較大倍數(shù)的望遠鏡才能看到。 小行星在火星和木星之間，用“成群結隊”來形容一點也不過分。目前，天文學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成千上萬顆小行星。它們的體積很小、質量很輕，最大的是“谷神星”，半徑僅及地球半徑的1／15，直徑大于200千米的不過30顆。 【播放錄像】 請同學們邊看錄像，邊解決以下幾個問題： 【投影下列問題】 （1）九大行星中，具有固體核心的有？沒有固體表面，呈現(xiàn)流體行星的是？ （2）九大行星中，體積、質量最大的是？最小的是？ （3）表面溫度最高的是？最低的是？ （4）平均密度最大的是？最小的是？ （5）衛(wèi)星數(shù)目最多的是？其次是？ （6）哪些行星有美麗的光環(huán)？ （7）自轉周期、公轉周期、公轉平均速度，按照距離太陽由近及遠，有什么變化的規(guī)律？ （8）自轉運動有特殊現(xiàn)象的是？怎么特殊？ 看完錄像后，學生依次回答上述問題。 【書面落實】 請同學們讀課文后的“九大行星的比較數(shù)據(jù)”表，將“之最”標在表中。將自轉周期、公轉周期、公轉平均速度的變化規(guī)律標在表中，即自轉周期：長—短—中；公轉周期：短—長；公轉平均速度：快—慢。 金星的自轉軸是倒著的，它自東向西自轉，站在金星上，太陽是西升東落；天王星的自轉軸是躺著的。 根據(jù)萬有引力定律，利用理論推算，冥王星的實際公轉軌道仍然比計算軌道向外偏，人們不禁猜測，有沒有第十大行星呢？1994年，智利的天文學家曾宣稱他們發(fā)現(xiàn)了第十顆行星，但世界絕大多數(shù)的天文學家沒有認可，到底有沒有第十顆行星呢，人們依然在不斷地尋找著。 【啟發(fā)引導】 九大行星中除了距離太陽最近的水星、金星外，其它的都有自己的衛(wèi)星，什么樣的天體叫衛(wèi)星，我們最熟悉的衛(wèi)星是哪一個？ 衛(wèi)星是圍繞行星運動的天體，它本身不發(fā)射可見光，而靠反射太陽光而發(fā)亮，衛(wèi)星的質量比行星又小得多了。我們了解的最多的衛(wèi)星就是月球。利用宇宙飛船，宇航員已經(jīng)成功地在月球上著陸，并帶回了月球的土樣和巖石標本，在月球的照片上我們可以清楚地看到月球的容貌。 出示幾幅月球的圖片或者投影片，簡介。 【承轉過渡】 請同學們再看“太陽系模式圖”，這種在扁長的軌道上繞太陽運行的天體是彗星，為什么有的人把彗星叫做“掃帚星”？我們聽說過哪些彗星的名字？彗星的外貌有什么特點？它的結構如何？請同學們帶著問題看錄像。 看錄像《彗星》。 彗星簡介：（1）云霧狀的獨特外貌，質量很小； （2）主要由冰物質構成（含塵埃、水、甲烷、二氧化碳等），有人稱它為“臟雪球”； （3）結構分彗核、彗發(fā)、彗尾（分離子尾、塵埃尾），彗星在遠離太陽時，只有一個冰凍的彗核，當行進太陽時，組成物質升華而形成彗發(fā)，在太陽風的吹拂下，背向太陽的一側出現(xiàn)彗尾，遠離太陽時，彗尾消失，尾永遠背向太陽； （4）目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了1600多顆彗星，最著名的就是哈雷彗星，1985～1986年，曾回歸； （5）彗星的公轉周期各不相同，相差極大，有的幾十年，有的幾百年，哈雷彗星的公轉周期為76年。 【承轉過渡】 有時我們會看到夜空中，一道星光劃過，這就是我們說的流星，流星現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的呢？流行落到地面是什么樣子？ 學生討論回答，然后速讀課文“流星體”。 【啟發(fā)引導】 行星際空間是否是“真空”狀態(tài)？ 行星際空間分布著極其稀薄的氣體和塵埃，稱為行星際物質，行星際物質的來源——太陽風、星際沖撞…… 【課堂總結】 板書設計 三、太陽系及其成員 1．太陽系：中心、成員、吸引、繞轉 2．太陽系的成員： ①行星和小行星：水、金、地、火、小行星帶、木、土、天、海、冥 ②衛(wèi)星 ③彗星：云霧狀外貌，結構（彗核、彗發(fā)、彗尾） ④流星體 ⑤行星際物質 第三課時 教學目標 1．使學生能夠正確敘述太陽系中九大行星的運動特征和結構特征。 2．使學生能夠正確理解地球上有生命物質存在的條件及原因，正確認識太陽也是普通天體之一，從而形成唯物主義的宇宙觀。 教學重點 九大行星的運動特征和結構特征。 教學難點 九大行星的結構特征。 教學媒體 投影片、太陽系的模式掛圖等。 教學過程 【導入新課】 在太陽系中，九大行星就好像一個家庭中的九個兄弟，有許多共性，今天，我們就一起來了解九大行星在運動特征和結構特征上的共同之處。 【板書】 3．九大行星的運動特征和結構特征 【啟發(fā)引導】 請同學們一起閱讀地圖冊上的“太陽系模式圖”，讀圖分析： （1）九大行星在公轉的方向、軌道等方面有什么共性？ （2）圖中符號“i”、“e”代表什么意思？這兩組數(shù)字能說明什么問題？ 九大行星公轉的方向相同，均為自西向東轉，我們稱為同向性。 符號“i”表示軌道傾角。（簡介黃道、黃道面、軌道傾角）各大行星的軌道傾角都很小，只有水星和冥王星的大一些，最大也不過17，說明九大行星的公轉軌道近似在同一個平面上，我們稱之為共面性。 符號“e”代表公轉軌道橢圓的偏心率，即焦點到橢圓中心的距離與橢圓半長軸之比，它決定橢圓的形狀。偏心率越小，越趨向于圓，當偏心率為0時，軌道就是圓。九大行星的公轉軌道的偏心率都很小，說明它們的公轉軌道都是接近于圓的橢圓，我們稱之為近圓性。 【小結并板書運動特征】 【啟發(fā)引導】 還記得我們上節(jié)課看過的錄像嗎，九大行星的質量、大小、化學組成等結構特征既有共性，又有差異。由此，可以將九大行星劃分為三類——與地球類似的稱之為類地行星，包括水星、金星、地球和火星；體積和質量都大的稱之為巨行星，包括木星和土星；第三類是距離太陽遠的天王星、海王星、冥王星，稱之為遠日行星?，F(xiàn)在，我在黑板上列一個表，看看你能否根據(jù)所學的知識填出： 九大行星的結構特征 分類 行星名稱 體積質量 密度 表層溫度 衛(wèi)星數(shù) 光環(huán) 組成物質 距日遠近 類地行星 水、金、 地、火、 小 大 地max 高 金max 少或無 無 中心為鐵 核，金屬含 量高 近 巨行星 木、土 大 木max 小 土min 中 多 土max 有 氫、氦、氖 為主 中 遠日行星 天、海、冥 中 冥min 中 低 冥min 少 有 冥無 氫、甲烷為 主 遠 邊啟發(fā)，邊指導學生填表。 指導學生將三類行星的主要結構特征畫書。 【承轉過渡】 通過我們對九大行星的了解，我們知道目前只有地球上具有生命存在，地球為我們提供了什么條件呢？ 啟發(fā)學生討論，得出結論。 地球為生命物質的存在提供了兩個最優(yōu)越的條件，這也是其它行星不具備的條件——（1）地球在太陽系中的位置適中，使之具有介乎0～100℃之間的溫度范圍，這樣地球上就有三種狀態(tài)的水存在，尤其是液態(tài)水的存在。（2）地球具有適當?shù)捏w積和質量，它的引力可以吸附住地球大氣；地球大氣經(jīng)過了漫長的演化過程，產(chǎn)生了氧氣，創(chuàng)造出了適于生物呼吸的大氣。 指導學生畫書。 【啟發(fā)提問】 宇宙中是否只有地球上存在有生命物質？ 根據(jù)我們剛才的分析，具有上述兩項條件就可以存在的生命物質，而在宇宙中，在其他的恒星系統(tǒng)中，是否也會存在像地球這樣的天體？這是非常有可能的！因此，人們通過各種途徑，正在不斷地探索。 【總結全課，布置作業(yè)】 板書設計 3．九大行星的運動特征和結構特征 ①九大行星的運動特征： 共面性、同向性、近圓性 ②九大行星的結構特征： 分類 行星名稱 體積質量 密度 表層溫度 衛(wèi)星數(shù) 光環(huán) 組成物質 距日遠近 類地行星 水、金、 地、火 小 大 地max 高 金max 少或無 無 中心為鐵 核，金屬含 量高 近 巨行星 木、土 大 木max 小 土min 中 多 土max 有 氫、氦、氖 為主 中 分類 行星名稱 體積質量 密度 表層溫度 衛(wèi)星數(shù) 光環(huán) 組成物質 距日遠近 遠日行星 天、海、冥 中 冥min 中 低 冥min 少 有 冥無 氫、甲烷為主 遠 4．地球上具有存在生命物質的條件：（1）（2） （李奕）