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1、华师大科学九年级下册课时教学设计课题我们的宇宙*一学科科学年级九学习目标知识与技能：1.知道星系的概念，了解星系是宇宙的基本组成部分，银河系只是星系中的一员。2.知道宇宙在大尺度上的结构是均匀的且各向同性的，宇宙是无边的。3.知道河外星系谱线红移现象。4.知道宇宙正在膨胀，且是没有中心的膨胀。过程与方法：1.通过对“体验没有中心的膨胀”小实验的操作和讨论，初步了解和建立“科学建模”的思想2.从“宇宙在大尺度上的均匀、各向同性和无边”的相互推理论证初步认识和树立通过相互推理论证来获得科学理论的思想情感、态度与价值观目标：1.通过学习使学生树立科学的宇宙观，培养学生热爱科学、勇于探索的精神和学习兴
2、趣2.使学生建立“事物总是在变化”、“事物总是有联系的”等辨证思维重点L行星、恒星、星团、星系它们之间的关系。2.宇宙的大尺度分布有哪些特点。3.举例说明生活中遇到过的多普勒效应。难点1.宇宙的大尺度分布有哪些特点。2.举例说明生活中遇到过的多普勒效应。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课视频：美丽的宇宙自古以来，人们就一直对宇宙怀有难以割舍的好奇情结。宇宙有多大？宇宙的年龄有多长？宇宙有着怎样的结构？宇宙是从来如此，还是在不断演化？这些问题曾使无数人魂牵梦萦。观看视频引入新课讲授新课一、宇宙中的天体系统1.天体层次的划分按照天体在结构特点(包括体积和质量)、运动规律上的相似性和差
3、异性，天文学家把它们归属于行星、恒星、星团、星系等不同的天体层次。2.各天体系统的层级关系(1)行星依附于恒星，在一定的轨道上围绕着恒知天体的层次划分知各天体系统自主学习天体的层次划分星运动。的层级关系自主学习天体系(2)众多的恒星在引力的作用下形成星团。(3)星系则是由几亿甚至上万亿颗恒星、星际气体及尘埃物质构成的更大的天体系统。3.星系(1)现在知道宇宙中大约有1000亿个星系，星知星系统的层级关系自主学习星系系是宇宙的基本组成部分，我们所在的星系称为银河系，银河系只是星系中的一员。银河系以外的星系称为河外星系。(2)在观测到的星系中，离我们最近的星系叫大麦哲伦星系，离地球有16万光年。(
4、3)仙女座星系离地球200万光年。(4)观测到的最远的星系离地球有100多亿光年之遥。(5)多个星系成团分布形成星系团或超星系团。4.天体间距离知天体间的距自主学习天体间宇宙中天体的分布非常松散，星系与星系之间离的距离的距离是星系大小的几十倍至几百倍。拓展宇宙是如此巨大，地球、太阳、银河系在宇宙中，都不过是微不足道的一小点。二、宇宙的大尺度分布(教材第3页思考与讨论)当我们想知道宇宙在大尺度上的物质分布情况时，我们应该去观测星系还是恒星？说说你的理由。星系。因为星系中恒星间的距离对比星系与星系之间的距离相当于米和万米的差别，而宇宙中除了未知的暗物质，大部分的物质都集中在星系。而星系间又离得远，
5、所以讨论宇宙大尺度的时候，适合观测的应该是星系。J引导思考完成要了解宇宙的运动和物质分布等情况，我们必须考察星系的运动和分布。1 .星系的分布(1)20世纪30年代,天文学家观测了许多星系，了解星系的分自主学习星系的分布发现星系大体上呈均匀分布。(2)近 3 0 多年来，天文学家进一步发现，星系的分布虽然并不绝对均匀，但是在更大尺度上(109光年以上)，宇宙中物质的分布是均匀的。2.宇宙的分布布宇宙在大尺度上不但是均匀的，而且观测者在知道宇宙的分自主学习宇宙的各个不同方向上观测到的宇宙状况也相同，即宇宙在大尺度上还是各向同性的。注意均匀并不是绝对均匀，而是在更大尺度上的均匀。3.结论推断既然宇
6、宙在大尺度上是均匀和各向同性的，那布分布么宇宙各处的状况和特性在大尺度上也应该是相得到宇宙的分自主学习同的，而且宇宙一定是无边的。因为如果宇宙有边，那么边界处不可能是各向同性，所以宇宙是无边的，同样宇宙也没有中心。(教材第5 页思考与讨论)根据宇宙是均匀和各向同性的这一结论能推断宇宙是没有中心的吗？请说出你的理由。可以。因为不管站在宇宙中的哪个位置观察，所得到的大尺度的观测结果都是相同的，由此也可以得出宇宙是无边的，即宇宙没有中心。三、膨胀的宇宙1.谱线红移天文学家在观测星系时，发现来自星系的光谱布的结论推断线并不在标准的波长位置上，所有谱线的波长都变知道谱线红移自主学习谱线红长，即颜色变红了
7、，也就是说谱线向红端移动了，移这个现象称为河外星系的谱线红移。2.多普勒效应(1)含义：多普勒效应是波源和观察者之间有相理解多普勒效自主学习多普勒对运动时，观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象。远方急驶过来的火车的鸣笛声变得尖细，离我们而去的火车鸣笛声变得低沉，就是多普勒效应的现象。(2)发现者奥地利物理学家多普勒在1842年发现。应用多普勒效应从1 9世纪下半叶起被天文学家用来测量恒星的视向速度，现在多普勒效应已经被广泛地用来观测天体和人造地球卫星的运动。3.星系间的运动应效应恒星相对我们太阳系存在视向运动，当一个恒了解星系间的自主学习星系间星相对于我们太阳系运动，而且方向是背着
8、我们而去的，那么我们观测到这个恒星发出的光的频率会变低，波长会变长(向远端移动)。4.膨胀的宇宙运动的运动星系之间的相互远离表明，随着时间的推移，了解膨胀的宇自主学习膨胀的星系与星系之间的距离会变得越来越大，也就是说，宇宙正在膨胀。常见的物体膨胀，都是从一个中心向四周膨胀的。但是，星系之间的退行是相互的，即在每一个星系上都能观测到其他星系离它而去。所以，宇宙膨胀是没有中心的膨胀。(教材第6页思考与讨论)1.有，如火车开过，轮船开过时鸣笛声的变化等。2.鸣笛声变尖时，波长变短，变低沉时，波长宙宇宙变长。3.恒星相对我们太阳系存在视向运动，当一个恒星相对于我们太阳系运动，而且方向是背着我们而去的，
9、那么我们观测到这个恒星发出的光的频率会变低，波长会变长（向远端移动），即颜色变红了。1（教材第6页活动）注意：1.由教师演示，所选气球为无花纹的可吹气球。2.观察要点：小圆点之内的位置，发现小圆点之间的位置都在增大，每个小圆点都似乎在中心，所以不存在真正的中心。天文学家一一哈勃哈 勃（E.P.H u b b l e,1 8 8 9 1 9 5 3）1 8 8 9 年 1 1 月20日生于美国密苏里州马什菲尔德，1 9 1 0 年毕业于芝加哥大学天文学系，1 9 1 7 年在芝加哥大学获天文学博士学位。1 9 1 9 年 1 0 月应聘至美国威尔逊山天文台进行研究工作。此后的岁月，除“二战”期间
10、曾一度离开参与军方的弹道学研究和领导风洞实验研究外，哈勃一直在威尔逊山天文台从事星系和观测宇宙学的研究。哈勃是星系天文学的奠基人和现代观测宇宙学的主要创始人。他在天文学上的贡献很多，最重要的有四项：在 1 9 2 4 年率先确认银河系外还有后来被称为河外星系或星系的遥远恒星系统；在 1 9 2 2年 至 1 9 2 6 年对星系进行了分类，建立了星系形态的哈勃序列；在 1 9 2 9 年提出了著名的哈勃定律，从而引出了宇宙正在膨胀的观念，哈勃定律是2 0世纪天体物理学中的一个重大发现；从 1 9 2 6 年到1 9 3 6 年，通过对星系的观测确定在不同距离上的星系分布是均匀的。哈 勃 是 2
11、 0 世纪最伟大的天文学家之一。为了纪念哈勃，2 0 世 纪 9 0 年代由美国参与活动了解哈勃及贡献引导完成完成活动阅读天文学家一哈勃宇航局发射的空间望远镜被取名为哈勃空间望远镜。课堂练习1.科学家用仪器观察星系发出的光，可以看到它的光谱，如图给出了太阳的光谱。上 世 纪 2 0 年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”。这一现象说明宇宙在膨胀，即别的星系与我们(B)A.逐渐靠近 B.逐渐远离C.距离不变 D.无法判断习题训练知识应用与理解 7，丁iT 节。T2.星系是宇宙的基本组成部分，下列天体属于星系的是(D)A.地月系 B.天王星C.太阳系 D.银河系3.下列
12、天体系统中不包括地球的是(A)A.河外星系 B.太阳系C.银河系 D.总星系4.科学假说在科学发现中起着重要作用，但需要相应的现象或证据支持。下列现象与假说对应正确的是(C)所有星系都在远离地球而去，星系越远，退行速度越快一一大爆炸宇宙论关于天堂、人间和地狱的说法一一哥白尼的“日心说”大西洋两岸大陆轮廓的可拼合性一一板块构造学说地球有昼夜更替现象一一地球是一个球体A.B.C.D.5.下列关于宇宙的认识，正确的是(C)A.太阳是银河系的中心B.地球绕日公转周期为一天C.宇宙是不断膨胀和演化的D.人类已完全掌握宇宙的奥秘6.我们的宇宙蕴臧着无穷的奥秘。下列说法错误的是(C)A.河外星系谱线红移可以
13、推断星系之间正在相互退行远离B.从侧面看，银河系的主体像一个中间凸起的大透镜C.太阳黑子、日珥等太阳活动对人类的生产、生活没有影响D.天宫二号、天舟一号等都是探索宇宙奥秘的航天器课堂小结我们学了什么？宇宙中存在各种各样的天体。宇宙在大尺度上物质的分布是均匀的和各向同性，宇宙是无边的。谱线红移及多普勒效应，宇宙膨胀是没有中心的膨胀。知识小结总结概括板书宇宙中的天体系统在大尺度上，宇宙中 宇宙的大尺度分布 物质的分布是均匀的我 们 的 宇 宙 金 娱 上各向同性用多普勒效应来解释谱线红移现象膨胀的宇宙用谱线红移来解释宇宙正在膨胀华师大科学九年级下册课时教学设计课题热大爆炸宇宙模型章一学科科学年级九
14、学习目标知识与技能：1.知道宇宙起源于热大爆炸。2.了解微波背景辐射是宇宙起源于热大爆炸的一个证据。3.知道宇宙正在演化。4.了解宇宙物质密度的大小是决定宇宙将来究竟是继续膨胀还是收缩的唯一条件。过程与方法：1.通过视频和图片得到更多的关于宇宙的感性性知识情感、态度与价值观目标：1.通过学习帮助学生树立正确的宇宙观。重点1.什么是热大爆炸。2.热大爆炸的证据一微波背景辐射。3.宇宙的演化的过程。难点1.热大爆炸的证据一微波背景辐射。2.知道宇宙密度的大小决定宇宙的形态。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课宇宙起源于热大爆炸，从大爆炸到现在己经过去了约137亿年。在 这137亿年中，
15、从无到有，先后产生了各种化学元素，出现了星系、恒星、行星；在地球这样的行星上还出现了生命和智慧生物一人类。宇宙从大爆炸起就始终在膨胀，现在正在加速膨胀。宇宙的将来会怎样，目前的观测证据还不能给出非常令人信服的答案，也许你长大后会揭开宇宙未来命运的秘密。引入新课讲授新课（教材第9页思考与讨论）根据宇宙正在膨胀的观测事实，可以推断现在的膨胀是过去膨胀的继续，在遥远的过去的某一时亥宇宙中所有的物质挤压在一起，密度极大，温度极高。说明完成思考讨论引导完成宇宙不断地膨胀说明宇宙的过去和现在很可能是不一样的，宇宙现在的膨胀可能是过去膨胀的继续。一、宇宙的起源1.宇宙的前身视频：宇宙的样子根据星系之间在相互
16、远离的事实，我们可以推断宇宙正在膨胀，还可以进一步推断宇宙有一个开知道宇宙前身自主学习完成宇宙前身的模样端。因为宇宙现在的膨胀正是过去膨胀的继续，在遥远的过去总存在这样一个时刻，那时宇宙间所有物质紧紧地挤压在一起，物质密度极大，温度极高，宇宙的一切正是从这一时刻突然发生。2.热大爆炸的模样视频：宇宙大爆炸知道什么是热自主学习热大爆科学家把宇宙从密度和温度都是极大的时刻开始的膨胀，形象地称为热大爆炸。宇宙起源于热大爆炸，且这个大爆炸是没有中心的爆炸，即宇宙大爆炸是一种在每个地方同时发生，从一开始就充满整个宇宙空间的爆炸。开创热大爆炸宇宙学的物理学家伽莫夫（教 材 1 0 页）二、热大爆炸的证据一
17、一微波背景辐射视频：微波背景辐射大爆炸炸1.2 0 世 纪 6 0 年代，科学家接收到了来自宇宙明确什么是微自主学习微波背的微波段电磁波信号经证实，宇宙各处都存在这样的微波辐射，这一辐射相当于热力学温度3 K（相当于-2 7 0）的热辐射。2.科学家还发现无论在什么地方测量及向什么方向测量，都能观测到温度为3K的微波辐射，所以这是一个均匀的各向同性的辐射，可以肯定这是来自宇宙深处的辐射。这一弥漫于整个宇宙的辐射波背景辐射景辐射被称作微波背景辐射。拓展微波背景辐射为宇宙起源于热大爆炸提供了有力的证据，3K就是热大爆炸留下的余温。三、宇宙的演化宇宙从大爆炸起就始终在演化着，并将延伸下去知道宇宙的演
18、明确宇宙的演化1.大爆炸后约3 分钟宇宙中出现了复合原子核。2.大爆炸后100万年宇宙中出现了原子。3.大爆炸后10亿年宇宙中出现了星系和恒星。4.大爆炸后100亿年左右太阳和地球诞生。四、宇宙的将来视频：宇宙的将来化过程过程宇宙既然有过去就一定会有将来。了解宇宙将来视频辅助介绍宇宇宙的将来是由现在观测到的宇宙中物质的多少一一正确地说是由现在观测到的宇宙密度决定的。宇宙密度越大，宇宙的引力就越强。1.如果宇宙密度大于4.5X10-27千克米-3（大约每立方米三个中子或质子），宇宙的膨胀会由于引力的作用而停下来，转而开始收缩，最终回到高温高密的状态。2.如果宇宙密度小于或等于4.5X10-27千
19、克米-3,宇宙将永远膨胀下去，宇宙的温度也将越来越低，最终消亡在接近绝对零度的冷寂世界中。3.现在还无法给出宇宙密度的确切数值。现在观测到的宇宙密度虽然不大，但是宇宙中还存在我们无法看见的各种各样暗物质，所以宇宙密度的数值可以比目前测量值大。4.科学家在20世纪的最后两年里发现，宇宙不仅在膨胀，而且是在加速膨胀，因此宇宙很有可能的可能样子宙将来的可能样子永远膨胀下去。霍金（教材第12页）宇宙在加速膨胀一一1998年世界头条科技新闻（教材第12页）依靠科学理解宇宙（教材第13页）活动：了解人类对宇宙认识的发展（教材第13页活动）1.中国古代天文中有丰富的关于宇宙结构的设想。远在人类社会的早期，中
20、国古代就逐渐形成“天圆如张盖，地方如棋局”的朴素的直观见解。到了3000年前的西周时代，又逐渐形成了“盖天说”。盖天说认为，大地不是平整方形，而是拱形，天空如一个斗笠，大地犹如一个倒扣的盘子。战国时期的尸佼在 尸子一书中对宇宙概念明确写到“四方上下曰宇，往古来今日宙。意思是：宇表示东南西北上下六个方向，即表示空间。宙表示过去、现在和将来，即表示时间。东汉著名天文学家张衡在 浑天仪图注一书中载有：“天之包地，犹壳之襄黄。”这里描述的是浑天说。2.牛顿时代对宇宙的认识牛顿力学诞生后，很快以它的精确性，以它对自然现象的解释和实际应用中的成功成为科学家们普遍采用的科学理论，天文学家们相信宇宙间一切天体
21、的相互作用和运动状态、空间分布也都遵从牛顿力学，遵从万有引力定律。牛顿关于时间和空间的欧几里得解释，在认识宇宙时同样被作为真理接受下来。英国天文学家赖特、德国哲学家康德、法籍德完成活动引导完成活动国科学家朗伯特先后按照自己对天体运动现象的理解，给出了各自的宇宙图景，在这些不同的图景中，支撑宇宙的基本法则都是万有引力定律。在 18世纪，英国天文学家威廉赫歇尔发现在轨道上彼此围绕旋转的双星恪守着和太阳系中行星一样的规律以后，更坚定了对牛顿引力定律的信念。威廉赫歇尔在用他亲手制作的大型望远镜对1083个天区中的约11万颗恒星进行观测后，指出宇宙是一个无限的区域，无数不同大小的星体均匀地分布在这个区域
22、里。威 廉 赫 歇 尔（以及后来他的孙子约翰赫歇尔）在观测天文学领域中的成就和威望加上牛顿力学在科学领城中的崇高地位，使得2 世纪以前的大多数天文学家和物理学家相信：宇宙在时间上是无限的，空间上是无限的，星体的分布是均匀的。3.爱因斯坦的有限无边宇宙模型1917年，爱因斯坦发表了题为 根据广义相对论对宇宙学所作的考查的论文。在这篇论文中，爱因斯坦以广义相对论为理论工具，在做了简化假设后，经过计算，得到一个关于宇宙的理论模型。爱因斯坦根据当时对宇宙天体物质分布的认识，凭着自己的直觉，提出了如下两个简化假设。一是假设宇宙物质的分布在空间上是均匀和各向同性的，二是宇宙物质的分布不随时间变化。前一个假
23、设后来被称为宇宙学原理。爱因斯坦的宇宙模型给出了一个静态的球对称宇宙，理论计算还得出宇宙空间是三维球面空间。三维球面空间与我们在生活中熟悉的空间不同。我们熟悉的空间是三维平直空间，三维平直空间的几何是欧几里得几何。三维平直空间如果是无边的，那么其体积一定是无限的。但是，三维球面空间的几何不同于欧几里得几何，通常称为非欧几何。三维球面空间的体积是有限的，但却是无边的。所以，爱因斯坦的宇宙模型给出的宇宙在空间上有限却又无边。爱因斯坦的这一宇宙模型，虽然已经不被采纳，但是爱因斯坦研究宇宙的理论和方法却被后来的科学家继承下来。4.(1)宇宙是运动的，因为是“热”爆炸。(2)宇宙是循环的，爆炸是一个开始
24、，任何事物开始总会有终结。(3)宇宙是有界无限的，爆炸是一个瞬间扩张的过程，时空无限延展。(4)宇宙能量流动的方向性。课堂练习1.在20世纪的最后两年里，科学家发现(D)A.宇宙已经停止膨胀 B.宇宙在减速膨胀C.宇宙在收缩 D.宇宙在加速膨胀2.开创热大爆炸宇宙学的科学家是(A)A.俄 国 伽 莫 夫 B.美国爱因斯坦C.英国牛顿 D.英国霍金3.科学家证实宇宙各处都存在这样的微波辐射，其热力学温度为(C)A.270K B.OK C.3K D.-270K4.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(D)A.宇宙目前仍在不断地膨胀之中B.宇宙以极高的密度和温度，被挤压在一个“原始
25、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5.宇宙膨胀的最初时刻是(D)A.密度极小、温度极低的时刻习题训练知识应用与理解B.密度极大、温度极低的时刻C.密度极小、温度极高的时刻D.密度极大、温度极高的时刻6.人们对事物的认识常需经历一个不断修正和发展的过程，人类对宇宙的探索和认识也是如此。根据已学知识，下列有关观点中你认同的是(B)A.太阳表面没有大气层B.宇宙在不断地膨胀C.地球是宇宙大爆炸的中心D.恒星就是永恒存在的星球7.在气球上画些小圆点，充气使气球膨胀，下列有关这一实验的说法，不正确的是(D)A.气球上的点代表宇宙中的星系B.该实验可模拟宇宙膨胀过程C.该实验模
26、拟的宇宙膨胀过程可以作为大爆炸宇宙论的证据D.气球膨胀过程中有一个中心，由此可推测宇宙也有一个中心课堂小结我们学了什么？1.宇宙起源于热大爆炸，而且是一个没有中心的爆炸。2.热大爆炸的概念。3.热大爆炸的证据一微波背景辐射。4.了解宇宙的演化的过程。5.宇宙的将来很有可能永远膨胀下去。知识小结总结概括板书宇宙于密度和温度都是极大的时刻开始膨胀宇宙的起源宇宙热大爆炸是没有中心的爆炸热土阳性 厂3K的微波辐射琳 K厢 洋 热 大 爆 炸 的 证 据 一 微 波 背 景 辐 射 Y宇宙模型 各向同性的辐射宇宙的演化：不断进行膨胀的宇宙宇宙的将来：与宇宙密度有关华师大科学九年级下册课时教学设计课题恒星
27、的一生章一学科科学年级九学习目标知识与技能：1.知道恒星是在演化的。2.知道恒星是由星云在引力作用下收缩而渐渐形成的。3.知道主序星是稳定地发光发热的恒星，使它发热发光的能源是核能，太阳就是一颗主序星，主序星阶段是恒星的青壮年时期。4.知道红巨星是大多数恒星一生中必定要经历的一个阶段，太阳在50亿年后将成为红巨星。5.知道白矮星和中子星都是恒星演化的晚期，其中白矮星是由质量不是很大的恒星演化来的，中子星是由质量较大的恒星演化来的。质量更大的恒星将演化为黑洞。6.知道超新星爆发是大质量恒星在演变成中子星或黑洞时的一次巨大爆炸。超新星爆发是导致一部分恒星诞生的直接动力。过程与方法：1.培养学生收集
28、信息的能力和处理信息能力2.培养学生探索宇宙的兴趣和获取新知识的欲望情感、态度与价值观目标：1.感悟人类（科学家）对科学知识的探索和追求，学习辨证分析的方法和态度2.感悟科学家利用有限证据和一定理论大胆建立科学假设的精神，不断寻找新证据来证实或修正假设，使理论趋向完善重点能说出恒星的一生经历了哪些阶段。难点合作分析归纳出恒星的一生经历了哪些阶段。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课宇宙中的一切事物都有自己诞生、发展和消亡的过程，恒星也不例外。恒星的一生又是如何诞生、发展和消亡的呢？初知宇宙真理引入新课讲授新课一、形成中的恒星视频：恒星太阳的魅力请你根据太阳的能量来自太阳内部热核反应
29、的道理，考虑太阳能不能永远像现在一样发光发热，并说明你的理由。（教材第14页思考与讨论）不能，因为太阳内部的热核反应需要消耗自身的燃料，当燃料用完，热核反应就会停止，太阳也完成思考与讨论引导完成就不会再发光发热。1.恒星的发展过程视频：恒星的一生在茫茫的星空中，既有许多和我们太阳一样正知道恒星的发图文介绍恒星的处在青壮年期的恒星，也有正在形成的恒星，也有年龄很大的恒星一一红巨星，也有已经到了晚年的恒星一一白矮星和中子星，还有已经成为恒星残骸的黑矮星和引力极大以致光也无法逃逸出来的黑洞。2.恒星的形成(1)恒星的前身是星际云或星际云中的某一块星云。展过程发展过程(2)星云在引力作用下收缩而渐渐形
30、成恒星。知道恒星的形图文介绍恒星的(3)形成中的恒星依靠引力势能发光发热。(4)引力收缩使形成中的恒星中心温度升高。当温度升高到700万摄氏度时开始出现氢核聚变为氨核的核反应，核能成为主要能源。(5)引力和核反应产生的压力平衡使恒星不再收缩，成为一颗非常稳定的恒星。二、主序星成过程形成过程天文学上把能稳定地发光发热的恒星称为主序星，太阳就是一颗主序星。太阳上氢核聚变为氢核的核反应大约可以维持100亿年。三、红巨星视频：红巨星在观测到的恒星中，有的恒星体积特别大，而知道主序星阶段是恒星的青壮年时期图文介绍主序星且呈现红色，科学家把这类恒星称为红巨星。红巨星其实是大多数恒星一生中必定要经历的一个阶
31、段。太阳在5 0亿年后，也会成为红巨星。成为红巨星后的太阳半径将超过现在地球的轨道半径。红巨星依靠氢核的热核反应发光发热。知道红巨星是大多数恒星一生中必定要经历的一个阶段图文介绍红巨星四、白矮星、中子星和黑洞1.白矮星:视频：白矮星在星空中有一类通常只能用高倍望远镜才能知道白矮星和图文介绍白矮星观察到的恒星，它们的体积较小，但非常炽热，热到表面发白的程度，天文学家把这一类恒星称为白矮星。像太阳这类质量不是很大的恒星，当核燃料用完，热核反应停止后，将演化成白矮星。白矮星中子星都是恒星 演 化 的 晚期，其中白矮星是由质量不的密度非常高，是现在太阳密度的几万到几百万倍。白矮星是依靠冷却发光发热的，
32、就像烧红的铁块在空气中慢慢冷却时会发光发热一样。白矮星冷却到最后，不再发光发热，成为黑矮星。2.中子星：质量较大的恒星，在核燃料用完、核反应停止后，演化为中子星。由于中子星在高速旋转着并向外发射很强烈的电磁辐射，地球表面上可以接收到它的辐射脉冲，因此中子星也称为脉冲星。中子星的密度比白矮星还要高，是现在太阳密度的百万亿倍。中子星也依靠冷却发光发热，最后也会变成黑矮星。是很大的恒星演化来的，中千星是由质f t较大的恒星演化来的。图文介绍中子星3.黑洞：质量更大的恒星，在核燃料用完、核反应停止后，将演化为黑洞，恒星演化而来的黑洞的密度极高，具有非常大的引力，不但会把外来的物质吸入，而且黑洞内部包括
33、光在内的物质都无法出来。规律总结恒星的一生根据恒星的质量，恒星的一生有以下发展过知道质量更大的恒星将演化为黑洞。图文介绍黑洞程：小质量恒星：星 云 原 恒 星 主 序 星 一红巨星一行星状星云及白矮星一白矮星一黑矮星。大质量恒星：星云f原恒星一主序星一超红巨进行规律总结引导进行规律总结星一超新星f中子星或黑洞。五、超新星爆发1 .超新星的含义天文学家在观测星空时，曾多次发现在星空中，会突然出现一颗新的亮星，而且在数月或数年后，这颗亮星又会消失。中国古代天文学家把这样的亮星称作“客星”。现代天文学家把这类天体称为新星，特别亮的新星称为超新星。2 .超新星爆发(1)超新星爆发是大质量恒星在演变成中
34、子星或黑洞时的一次巨大的爆炸。大质量恒星演化的最后阶段，中心物质变成中子星，外部物质则以极大的能量向四周散开，形成超新星爆发。(2)超新星爆发的强大的冲击波会使星际云局部密度变大，引发星际云局部引力收缩，所以超新星爆发是导致一部分恒星诞生的直接动力。3 .宇宙中生命的摇篮超新星爆发会把大质量恒星核反应中制造出的各种元素抛洒到宇宙空间，使后来形成的恒星连同它们的行星含有各种各样的元素，包括生命物质少不了的碳、氧等元素。超新星爆发是宇宙中生命的摇篮。小资料：中国古代的新星和超新星爆发记录(教材第1 7 页)说明决定恒星寿命的因素只有一个一一质量。恒星的质量越大，寿命越短。太阳还可活1 0 0 亿年
35、，而质量比太阳大很多的天狼星的寿命却只有几百万年。按比例来看，如果太阳可活70岁，天狼星只能活三天。知道超新星爆发是大质量恒星在演变成中子星或黑洞时的一次巨大爆炸。知道超新星爆发是导致一部分恒星诞生的直接动力。知道超新星爆发是宇宙中生命的摇篮自读完成图文介绍超新星的含义图文介绍超新星爆发介绍宇宙中生命的摇篮强调说明课堂练习1.太阳最终将变成(B)A.红巨星 B.白矮星C.超新星 D.中子星或黑洞2.有关白矮星的说法不正确的是(D)A.白矮星是中等质量恒星演化的终点B.白矮星在银河系中随处可见C.它的质量越大，半径就越小D.150亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来，恐怕还没有一个白矮星形成3.超
36、新星的热核爆炸代表其演化到了(C)A.诞生期 B.存在期C.死亡期 D.循环期4.下列有关恒星的说法，正确的是(C)A.白矮星相当于太阳的青壮年阶段B.“恒星”即“永恒不变的星”，它在宇宙中的位置和形状都是固定的C.恒星离我们实在太遥远了，以至于恒星在天空中的位置变动我们很难察觉D.远处观察者能够看到来自黑洞的光，因此天文学家能够探测出黑洞的存在5.下列关于太阳、地球和月球的说法，不正确的是(A)A.太阳的演化过程：太阳一白矮星一红巨星一黑矮星B.正月初一晚上，不可能看见圆圆的月亮C.太阳黑子和耀斑是太阳活动的主要标志D.地球内部可分为地壳、地幔和地核三层6.下列关于大恒星演化过程的叙述，正确
37、的是(C)大恒星的演化过程依次是大恒星一超红巨星一超新星一中子星(或黑洞)大恒星在演化的过程中体积越来越大习题训练知识应用与理解大恒星在演化的过程中体积先变大，后变小大恒星最后以成为黑洞而告终A.B.C.D.课堂小结我们这节课学了什么？知道了恒生的一生。了解了宇宙中的一切事物都有自己诞生、发展和消亡的过程。知识小结总结概括板书 恒星的演化 主序星红巨星恒 星 的 一 生 T形成中的恒星，白矮星中子星一黑洞L超新星爆发华师大科学九年级下册课时教学设计课题星际航行和空间技术章一学科科学年级九学习目标知识与技能：1.了解人类飞离地球需要解决的问题有哪些。2.知道宇宙第一速度、第二速度、第三速度。3.
38、了解人类星际航行的一些重要事件。4.知道航天器的种类有哪些。5.了解中国航天史上的一些重要事件。6.了解茫茫宇宙有哪些空间资源及如何开发利用的。过程与方法：1.查阅资料，了解空间技术情感、态度与价值观目标：1.通过学习帮助学生树立正确的宇宙观重点1.人类飞离地球需要解决的问题。2.中国航天史上的一些重要事件。3.宇宙空间的资源及开发。难点宇宙空间的资源及开发利用。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课视频：人类航天发展史离开地球，飞向星空，2003年 10月 15日我国“神舟5 号”载人航天飞船冲天而起，实现了中华民族梦寐以求的夙愿。人造卫星、载人航天飞船和空间站等航天器的发明已经使
39、星际航行成为现实。发展空间技术和开发空间资源能使我们深入探索宇宙的奥秘，给人类生活带来美好的前景。了解人类发展史引入新课讲授新课一、星际航行和航天器（教材第19页）活动：收集星际航行及航天器的有关资料通过去图书馆、上互联网或其他途径查阅关于星际航行及航天器的资料，并在课内对以下列出的方面进行交流和讨论。世界上第一颗人造卫星：斯普特尼克一号第一位太空游客一一丹尼斯蒂托收集星际航行及航天器的有关资料，在课堂上展示指导收集与展示1.人类对星际航行的渴望(1)自古以来人类就向往着能自由地飞离地球，在宇宙空间遨游或者到别的星球去做客。但是，要了解人类人类分析介绍人类人离开地球去进行星际航行却是很困难的事
40、。对星际航行的类对星际航行的(2)星际航行的困难渴望和星际航渴望和星际航行地球引力是人们星际航行面临的第一个障碍，还面临如何保证星际航行的安全、如何避免受到星际空间致命辐射的袭击、如何保证星际旅行中人类生存所必需的供给等问题。小资料：第一、第二和第三宇宙速度第一宇宙速度，使物体围绕地球运转而不掉下行的困难的困难来的速度，数值为7.9km/s。第二宇宙速度，使物体脱离地球而成为太阳系内行星的速度，数值为11.2km/s。第三宇宙速度，使物体离开太阳系而去的速度,数值为16.7 km/s。2.星际航行的历程了解第一、第二和第三宇宙速度自主学习(1)20世纪50年代，人类终于迈出了星际航行的第一步。
41、1957年 10月 4 日，苏联成功地发射了第一颗人造卫星。(2)继苏联之后，美国、法国、日本和中国等国都先后发射了自己的人造卫星。3.航天器了解星际航行的历程自主学习目前，人类依靠航天器迈出了星际航行的第一步，航天器基本上可分为无人航天器和载人航天器两大类。无人航天器有人造卫星、无人航天飞船、空间探测器等，载人航天器有载人航天飞船和空间站等。此外还有把各种航天器送人空间的运载火箭。4.人造卫星人造卫星是空间科学技术的结晶。自第一颗人了解常见航天器自主学习造卫星发射成功至今，在地球的上空已经先后有数了解人造卫星自主学习千颗人造卫星围绕地球运转过。人造卫星的主要功能是依靠它的高位置优势对地面进行
42、观测或作为微波通信的中继站。因此按照使用功能的不同，人造卫星可分成通信类和对地观测类卫星两大类。例如，各种通信卫星、电视转播卫星和导航定位卫星都属于通信类卫星；气象卫星、资源卫星和海洋卫星等都属于对地观测类卫星。人造卫星是无人航天器，载人的人造卫星就成为载人航天飞船。载人航天飞船和人造卫星不同之处是它还必须具有应急营救、返回和生命保障系统。显然，载人航天飞船的技术指标和制造技术要求都远比人造卫星高。视频：人造卫星主要用途（教材第2 1页思考与讨论）人造卫星为什么能像月球那样围绕地球运转而不会掉下来呢？因为它的运动速度足够大。例：向前平抛出一块石头，石头会向前飞一段，知道人造卫星分析讨论然后落地，这是因为有地球引力的作用。抛出石头围绕原理用力越大，石头飞出去的速度越大，飞行距离就越远。如果石头飞出去时的速度足够大，飞行时在引力作用下向下弯曲的轨迹与地球弯曲的程度相同，那么这块石头在引力作用下向下弯曲了多少，地面也向下弯曲了多少，这块石头就不会落回到地面了，就是一颗围绕地球运行的人造卫星了。因此，要让一颗人造卫星不落回地面，就必须给予人造卫星足够的速度。这个速度就是地球的第一宇宙速度，也叫环绕速度，其大小为7.9km/s。视频：多级运载火箭（教材第2 2页）了解多级运载自主学习