B.宇宙的基本结构

第十三章 B 宇宙的基本结构

一、知识回顾

1．两个物体间的引力F的大小，跟___________________成正比，跟_______________成反比，这条规律叫做万有引力定律。万有引力可用公式表示为 。

2．万有引力公式中的G称为 常量，由精确实验测量可知G=________________。 ___________利用扭秤验证了万有引力定律，并测出了 常量。

二、新课教学

思考：1.如果“旅行者”2号这个太空“漂游瓶”在某一天被天外的智

慧生命发现，他们能理解我们的音乐、思想和感情吗?

2.如果你有机会向太空中的其他智慧生命族群说明你已掌握的

最重要的物理知识，你会如何表达？

问题：科学家们是怎样发现宇宙结构的?

1.地球和月亮

（1）在地面上我们如何知道大地是球状的?

常识：地球是一颖直径为 km、质量为 kg的行星，以30km/s 的平均速度绕太阳公转。

（2）从北极星附近的星星长时间曝光照片，你知道什么？ （3）月球的存在对地球有什么影响? 伽利略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面有许多环形山、高地和月海。从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以 对着地球。月球的存在对地球产生了许多影响，比如潮汐现象主要就是由于月球对地球的 影响而产生的。

常识：月球的平均直径为 km.质量约为地球的 。

图中显示的是月球背向地球那一面的地貌，为什么月球背对地球

的那一面比面向地球那一面更加粗糙不平?

潮汐主要是由于月球对地球的 造成的，但太阳的引力也对地

球上的潮汐产生影响。图中描述了地球、月亮和太阳的相对位置的两

种情况，请判断哪种情况下，地球上的潮汐更大一些?为什么

?

（4）月亮是怎样形成的？

目成前，在有关月球因的所有假设中，证据比较充分的是一种被称为 的假设。

2.太阳和行星

（1）太阳的能量是如何产生的呢? （2）太阳系有怎样的结构?

水星、金星、地球、火星称为 ，也被称为“ ”它们的外壳是由坚硬的岩石构成的，核心都是铁等金属。 (小行星带外侧的行星)是指离地球距离较远的行星，也称为 。如：木星、土星、天王星、海王星，都是体积巨大的气态行星，没有坚固的外壳。

常识：在太阳的引力作用下，各个行星几乎在一个平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星.公转速度越 。

3.银河系和河外星系

（1）什么是星系？

星系是由宇宙中一大群 、大量 和 组成的物质系统。

（2）什么是河外星系？

宇宙中的星系估计达1000亿个以上银河系就是其中一个。银河系以外的星系统称为 。

（3）星系的形状大致有几种？

我们可以在不同方向看到宇宙

中的其他星系。我们从外部观测这

些星系，判断它们的形状。星系的

形状大致分为： 、 、 (如棒旋星系等)。

（4）太阳系是什么形状？

对比这些星系，再通过观察太阳周围的恒星分布情况，就可能推测出银河系是一种 星系。太阳系正处于其中一条 。

（5）我们是怎样知道恒星的距离的呢?

恒星离我们的距离非常遥远，但是我们可以利用地球绕太阳运动的圆形轨道直径作为基线，通过几何方法来测量恒星的距离。这种方法叫做 。 恒星A是我们想要测量其距离的星体。B、C、D

是相对比较远的恒星，在1月到7月间几乎看不

出移动过，而A的相对位置在这半年里看上去却

发生了变化。图中的θ角就称为周年视差。

例：离我们最近的恒星，半人马座α星的周年

视差为0.76"，1月份和7月份地球移动的直线距

离为3×1011m。估算该恒星离我们多远?

4．我们观测到的宇宙究竟是怎样一幅图景?

（1）光年是什么单位？1l.y.≈ m

（2）我们看到的宇宙实际是观测宇宙的 。

仙女座星系是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，但由于光速有限，你看到来自那里的光线，实际上已经在宇宙太空中行进了200万年，因此观察遥远的天体就等于在观测宇宙的 。我们最远可以观察到150亿l.y.就意味着我们看到的是该天体在 年前的情景。

（3）什么是宇宙？

天文学家把 定义为宇宙。

（4）宇宙的物质分布有什么特点？

人们把亿光年以上的结构称为 。观察表明，从大尺度上看，宇宙物质的分布是 的。

5．现在的宇宙是怎样发展的？

埃德温·哈勃在20世纪20年代分析了从其他星系来的星光之后，发现了一个重要的宇宙秘密：在大尺度上，每一个星系都在与其余星系远离，它们距离我们越远，则离开的速度越快。这意味着宇宙正在 。根据今天宇宙膨胀的速度，宇宙在一二百亿年前脱胎于 、 状态，诞生于一次大爆炸，这就是所谓的 假设。

三、课堂练习及作业

1、地球是一颗半径约为________km、质量为__________kg的行星,以_____km/s的平均速度绕太阳公转.月球的平均直径为3 475km.质量约为地球的________.

2、月球的存在对地球产生了许多影响,比如_______现象主要就是由于月球对地球的万有引力影响而产生的.

3、太阳中蕴藏着大量的 ,它的内部正进行着剧烈的 反应,释放出大量的能量.

4、太阳系中除了太阳、八大行星和它们的卫星以外,还有许多_________和_______,在太阳的引力作用下,各个行星几乎在一个平面内绕太阳公转.距离太阳越近的行星.公转速度_______.

5、星系是由___ __、_ ____和_______组成的物质系统.宇宙中的星系估计达1000亿个以上,银河系就是其中一个.银河系以外的星系统称为________星系.

6、以_________为基线,利用______ ,通过几何方法来测量恒星的距离的方法,叫做视差测距法.

7、_________是人们能用肉眼看到的最遥远的天体,但由于_________,你看到来自那里的光线,实际上已经在宇宙太空中行进了200万年,因此观察遥远的天体就等于在观测________.

8、人们把______________称为宇宙的大尺度结构.观察表明,从大尺度上看,宇宙物质的分布是_______的.天文学家把所有的空间及其中的万物定义为_______.

9、___________在20世纪20年代分析了从其他星系来的星光之后,发现了一个重要的宇宙秘密:在大尺度上,每一个星系都在与其余星系远离,它们距离我们越远,则离开的速度_______.这意味着_______________.

10、根据今天宇宙膨胀的速度,宇宙在一二百亿年前脱胎于_______、_______状态,诞生于一次大爆炸,这就是所谓的________________假设.