《空間環(huán)境和空間資源》教案課件

7.1空間環(huán)境和空間資源7.1空間環(huán)境和空間資源1教材分析

空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需求人類(lèi)生存（有利）（不利）本節(jié)為本章的第一節(jié)，對(duì)下面幾節(jié)所討論的問(wèn)題有導(dǎo)入和引領(lǐng)的作用。本節(jié)結(jié)構(gòu)如下：教材重點(diǎn)

空間環(huán)境的特點(diǎn)及空間環(huán)境的兩面性。教材分析空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需2由于教材提供了較為翔實(shí)的資料，因此課堂的重點(diǎn)不是向?qū)W生提供更多的課外信息，而是通過(guò)“提問(wèn)閱讀—講解討論—提煉歸納”的模式，讓學(xué)生比較深刻地領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容。對(duì)學(xué)生可能有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)及教材需要重點(diǎn)提升的觀念適當(dāng)補(bǔ)充一些材料，以加深學(xué)生的理解。本節(jié)教學(xué)模式與安排

由于教材提供了較為翔實(shí)的資料，因此課堂的重點(diǎn)不3教學(xué)過(guò)程“神舟六號(hào)”上天，標(biāo)志著中國(guó)載人航天實(shí)現(xiàn)了真正意義上有人參與的外層空間科學(xué)試驗(yàn)，中國(guó)終于真正跨進(jìn)了世界科技強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)的行列。這是每一個(gè)中華民族的炎黃子孫都值得驕傲的一件事情，那么什么是外層空間？教學(xué)過(guò)程“神舟六號(hào)”上天，4一、外層空間外層空間：小結(jié)：人類(lèi)進(jìn)入空間可以加深對(duì)自然的認(rèn)識(shí)，而且促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

①指離地面100---120km之外的空間，簡(jiǎn)稱(chēng)空間或太空，空間被人們稱(chēng)為除陸地、海洋和大氣層外的第四環(huán)境。②一國(guó)的領(lǐng)空一般指其領(lǐng)土上面的大氣空間，在領(lǐng)空以外的是外層空間。③按《外空條約》規(guī)定，空間資源為全人類(lèi)共有。一、外層空間外層空間：小結(jié)：人類(lèi)進(jìn)入空間可以加深對(duì)自然的認(rèn)識(shí)5二、空間環(huán)境的特點(diǎn)1.微重力環(huán)境：物體處于完全失重狀態(tài)與所受重力很小時(shí)情況完全相同。即微重力環(huán)境【問(wèn)題】乘坐電梯上下樓時(shí)都會(huì)經(jīng)歷超失重，請(qǐng)同學(xué)們回憶高一物理中學(xué)習(xí)過(guò)的超重、失重與完全失重問(wèn)題。②地面上的物體如果有向下的加速度，它的視重小于自身的重力將處于失重狀態(tài)；如果物體在重力場(chǎng)中自由落體或作各種拋體運(yùn)動(dòng)，視重等于零就處于完全失重狀態(tài)。航天器在環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)由于其所受的萬(wàn)有引力完全提供向心力，處于完全失重狀態(tài)。①航天器遠(yuǎn)離星體，由萬(wàn)有引力公式可知，物體所受的重力很小，接近于零。二、空間環(huán)境的特點(diǎn)1.微重力環(huán)境：物體處于完全失重6地面上的微重力狀態(tài)都是極短的時(shí)間，而航天器環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)處于持續(xù)的微重力狀態(tài)。

地面上的微重力狀態(tài)都是極短的時(shí)間，而航天器環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)處于72．高真空環(huán)境：遠(yuǎn)離地表由于空氣分子所受的引力逐漸減小，大氣密度和大氣壓力隨地面高度的增加，按指數(shù)規(guī)律迅速減小。3．溫度變化劇烈：由于沒(méi)有大氣的傳熱和散熱，空間中在120km高度地球向陽(yáng)面處溫度高達(dá)2000C以上，背陽(yáng)面的溫度可低到-1000C以下。在遠(yuǎn)離恒星的空間環(huán)境溫度接近0K，而在恒星附近溫度高達(dá)幾百到幾千攝氏度?？臻g是個(gè)巨大的真空環(huán)境，地面上用人工方式獲得的都是較小的真空環(huán)境。在空間可以獲得天然的超低溫環(huán)境2．高真空環(huán)境：遠(yuǎn)離地表由于空氣分子所受的引力逐漸減84．各種輻射強(qiáng)烈：在外層空間存在各種波段的電磁波輻射，還有強(qiáng)大的粒子輻射。小結(jié)：在地面上要得到以上幾種極端環(huán)境，一般都需要龐大的機(jī)器、消耗極大的能量和巨大的財(cái)力物力。

【知識(shí)拓展】①在空間中，不僅有宇宙大爆炸時(shí)留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波。②許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線；許多天體都有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射性很強(qiáng)的輻射帶。強(qiáng)輻射能使物體材料及生物細(xì)胞受到損害4．各種輻射強(qiáng)烈：在外層空間存在各種波段的電磁波輻射9三、空間環(huán)境的兩面性物體將飄在空中，液滴呈絕對(duì)球形，氣泡在液體中將不再上浮。宇航員站著睡覺(jué)和躺著睡覺(jué)一樣舒服，走路務(wù)必小心，稍有不慎，將“上不著天，下不著地”，食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，進(jìn)入宇航員的眼睛、鼻孔……【討論】你是否在一些大型的游藝機(jī)上嘗試過(guò)失重的感覺(jué)。設(shè)想地球重力一旦消失會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，宇航員在宇宙飛船中就會(huì)遇到什么現(xiàn)象?三、空間環(huán)境的兩面性物體將飄在空中，液滴呈絕對(duì)球形，氣泡在液10小結(jié)：空間環(huán)境對(duì)人類(lèi)生存極端不利，但是在地面上也很難得到這樣的環(huán)境。這樣的環(huán)境對(duì)人類(lèi)也是寶貴的資源。因此對(duì)人類(lèi)，空間環(huán)境具有兩面性。一切事物都有兩面性。微重力環(huán)境不利于人類(lèi)的生存，但各種密度不同的材料可以均勻混合。在微重力環(huán)境下，熔化了的金屬液滴形狀呈絕對(duì)球形，冷卻后可以成為理想的滾珠。材料可以不與容器接觸，可以制取高純度藥品?！締?wèn)題】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的健康有何影響？【知識(shí)拓展】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的健康、安全和工作能力會(huì)產(chǎn)生重要影響，中長(zhǎng)期航天飛行可導(dǎo)致宇航員出現(xiàn)多種生理、病理現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為心血管功能障礙、骨丟失、免疫功能下降、肌肉萎縮、內(nèi)分泌機(jī)能紊亂、工作能力下降等。小結(jié)：空間環(huán)境對(duì)人類(lèi)生存極端不利，但是在地面上也很難得到這樣11【討論】外層空間的環(huán)境不利于人類(lèi)的正常生活，為什么人類(lèi)還要到外層空間去？【歸納】人類(lèi)進(jìn)入空間有以下幾個(gè)方面的原因：①了解宇宙演化及其中的各種物理現(xiàn)象和過(guò)程，了解人類(lèi)和地球生物在宇宙中的地位及意義，滿足人類(lèi)的好奇心。②利用空間的極端環(huán)境進(jìn)行各種科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)，發(fā)展各種空間技術(shù)并將其運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，探索和利用各種空間資源造福人類(lèi)，改善人類(lèi)日益惡劣的生存環(huán)境、拓展人類(lèi)日益窘迫的生存空間。③空間為全人類(lèi)共有，進(jìn)入空間可以充分利用資源為本國(guó)的發(fā)展服務(wù)，同時(shí)可以體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的強(qiáng)大?！居懻摗客鈱涌臻g的環(huán)境不利于人類(lèi)的正常生活，為什么人類(lèi)12四、空間資源（一）空間高位置資源人類(lèi)將航天器發(fā)射到幾百千米甚至幾萬(wàn)千米的高空，占據(jù)這種高位置，利用空間的特殊環(huán)境，可進(jìn)行地球表面無(wú)法完成的工作。四、空間資源（一）空間高位置資源13（二）空間環(huán)境資源2．高真空環(huán)境資源太空高真空和高潔凈的環(huán)境對(duì)電子器件、商品等生產(chǎn)工藝也是十分必需的，在地面上要付出巨大的能源和經(jīng)濟(jì)代價(jià)才能靠人工獲得的環(huán)境，在外層空間則天然具有這種環(huán)境。1．微重力環(huán)境資源對(duì)冶金、化工和藥物的生產(chǎn)過(guò)程有重大影響。（二）空間環(huán)境資源2．高真空環(huán)境資源1．微重力環(huán)境資源144．強(qiáng)輻射環(huán)境資源空間的強(qiáng)輻射可以改變材料的性能，甚至可以通過(guò)誘發(fā)基因突變來(lái)改造生物的性能。3．超低溫環(huán)境資源空間可以為某些生產(chǎn)工藝提供超低溫條件，也能降低熱噪聲，有利于通信。4．強(qiáng)輻射環(huán)境資源3．超低溫環(huán)境資源155．近地空間充足的太陽(yáng)能資源在近地空間有充足的太陽(yáng)能資源，但在地球表面由于有云層的遮擋，30%以上的太陽(yáng)能被大氣層反射而浪費(fèi)掉。利用空間太陽(yáng)能發(fā)電，先在近地空間將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后利用微波傳輸回地球，可以充分利用太陽(yáng)能資源。5．近地空間充足的太陽(yáng)能資源16空間資源空間高位置資源空間環(huán)境資源

空間物質(zhì)資源

微重力環(huán)境資源高真空環(huán)境資源超低溫環(huán)境資源強(qiáng)輻射環(huán)境資源近地空間充足的太陽(yáng)能資源（三）空間物質(zhì)資源

除了上述與空間環(huán)境有關(guān)的資源外，在月球、火星、小行星等天體上還有可待用的物質(zhì)資源。例如：在月球上有豐富的氧、硅、鈦、錳和鋁等元素，還有地球上稀缺的、“清潔”的核發(fā)電材料氦-3。空間資源空間高位置資源空間環(huán)境資源空間物質(zhì)資源微重力環(huán)境17空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需求人類(lèi)生存（有利）（不利）微重力高真空溫度變化劇烈各種輻射強(qiáng)烈空間高位置資源空間環(huán)境資源

空間物質(zhì)資源

【總結(jié)1】通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)需要提升的觀念是：（1）空間環(huán)境對(duì)人類(lèi)的兩面性，任何事物的兩面性。（2）人類(lèi)進(jìn)入外層空間是人類(lèi)自身發(fā)展的需要?！究偨Y(jié)2】空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需求人類(lèi)生18謝謝！華師大二附中施安兵2006.1.11《空間環(huán)境和空間資源》教案19《空間環(huán)境和空間資源》教案20演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！217.1空間環(huán)境和空間資源7.1空間環(huán)境和空間資源22教材分析

空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需求人類(lèi)生存（有利）（不利）本節(jié)為本章的第一節(jié)，對(duì)下面幾節(jié)所討論的問(wèn)題有導(dǎo)入和引領(lǐng)的作用。本節(jié)結(jié)構(gòu)如下：教材重點(diǎn)

空間環(huán)境的特點(diǎn)及空間環(huán)境的兩面性。教材分析空間概念空間環(huán)境特點(diǎn)空間環(huán)境兩面性空間資源社會(huì)需23由于教材提供了較為翔實(shí)的資料，因此課堂的重點(diǎn)不是向?qū)W生提供更多的課外信息，而是通過(guò)“提問(wèn)閱讀—講解討論—提煉歸納”的模式，讓學(xué)生比較深刻地領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容。對(duì)學(xué)生可能有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)及教材需要重點(diǎn)提升的觀念適當(dāng)補(bǔ)充一些材料，以加深學(xué)生的理解。本節(jié)教學(xué)模式與安排

由于教材提供了較為翔實(shí)的資料，因此課堂的重點(diǎn)不24教學(xué)過(guò)程“神舟六號(hào)”上天，標(biāo)志著中國(guó)載人航天實(shí)現(xiàn)了真正意義上有人參與的外層空間科學(xué)試驗(yàn)，中國(guó)終于真正跨進(jìn)了世界科技強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)的行列。這是每一個(gè)中華民族的炎黃子孫都值得驕傲的一件事情，那么什么是外層空間？教學(xué)過(guò)程“神舟六號(hào)”上天，25一、外層空間外層空間：小結(jié)：人類(lèi)進(jìn)入空間可以加深對(duì)自然的認(rèn)識(shí)，而且促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

①指離地面100---120km之外的空間，簡(jiǎn)稱(chēng)空間或太空，空間被人們稱(chēng)為除陸地、海洋和大氣層外的第四環(huán)境。②一國(guó)的領(lǐng)空一般指其領(lǐng)土上面的大氣空間，在領(lǐng)空以外的是外層空間。③按《外空條約》規(guī)定，空間資源為全人類(lèi)共有。一、外層空間外層空間：小結(jié)：人類(lèi)進(jìn)入空間可以加深對(duì)自然的認(rèn)識(shí)26二、空間環(huán)境的特點(diǎn)1.微重力環(huán)境：物體處于完全失重狀態(tài)與所受重力很小時(shí)情況完全相同。即微重力環(huán)境【問(wèn)題】乘坐電梯上下樓時(shí)都會(huì)經(jīng)歷超失重，請(qǐng)同學(xué)們回憶高一物理中學(xué)習(xí)過(guò)的超重、失重與完全失重問(wèn)題。②地面上的物體如果有向下的加速度，它的視重小于自身的重力將處于失重狀態(tài)；如果物體在重力場(chǎng)中自由落體或作各種拋體運(yùn)動(dòng)，視重等于零就處于完全失重狀態(tài)。航天器在環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)由于其所受的萬(wàn)有引力完全提供向心力，處于完全失重狀態(tài)。①航天器遠(yuǎn)離星體，由萬(wàn)有引力公式可知，物體所受的重力很小，接近于零。二、空間環(huán)境的特點(diǎn)1.微重力環(huán)境：物體處于完全失重27地面上的微重力狀態(tài)都是極短的時(shí)間，而航天器環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)處于持續(xù)的微重力狀態(tài)。

地面上的微重力狀態(tài)都是極短的時(shí)間，而航天器環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)處于282．高真空環(huán)境：遠(yuǎn)離地表由于空氣分子所受的引力逐漸減小，大氣密度和大氣壓力隨地面高度的增加，按指數(shù)規(guī)律迅速減小。3．溫度變化劇烈：由于沒(méi)有大氣的傳熱和散熱，空間中在120km高度地球向陽(yáng)面處溫度高達(dá)2000C以上，背陽(yáng)面的溫度可低到-1000C以下。在遠(yuǎn)離恒星的空間環(huán)境溫度接近0K，而在恒星附近溫度高達(dá)幾百到幾千攝氏度。空間是個(gè)巨大的真空環(huán)境，地面上用人工方式獲得的都是較小的真空環(huán)境。在空間可以獲得天然的超低溫環(huán)境2．高真空環(huán)境：遠(yuǎn)離地表由于空氣分子所受的引力逐漸減294．各種輻射強(qiáng)烈：在外層空間存在各種波段的電磁波輻射，還有強(qiáng)大的粒子輻射。小結(jié)：在地面上要得到以上幾種極端環(huán)境，一般都需要龐大的機(jī)器、消耗極大的能量和巨大的財(cái)力物力。

【知識(shí)拓展】①在空間中，不僅有宇宙大爆炸時(shí)留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波。②許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線；許多天體都有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射性很強(qiáng)的輻射帶。強(qiáng)輻射能使物體材料及生物細(xì)胞受到損害4．各種輻射強(qiáng)烈：在外層空間存在各種波段的電磁波輻射30三、空間環(huán)境的兩面性物體將飄在空中，液滴呈絕對(duì)球形，氣泡在液體中將不再上浮。宇航員站著睡覺(jué)和躺著睡覺(jué)一樣舒服，走路務(wù)必小心，稍有不慎，將“上不著天，下不著地”，食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，進(jìn)入宇航員的眼睛、鼻孔……【討論】你是否在一些大型的游藝機(jī)上嘗試過(guò)失重的感覺(jué)。設(shè)想地球重力一旦消失會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，宇航員在宇宙飛船中就會(huì)遇到什么現(xiàn)象?三、空間環(huán)境的兩面性物體將飄在空中，液滴呈絕對(duì)球形，氣泡在液31小結(jié)：空間環(huán)境對(duì)人類(lèi)生存極端不利，但是在地面上也很難得到這樣的環(huán)境。這樣的環(huán)境對(duì)人類(lèi)也是寶貴的資源。因此對(duì)人類(lèi)，空間環(huán)境具有兩面性。一切事物都有兩面性。微重力環(huán)境不利于人類(lèi)的生存，但各種密度不同的材料可以均勻混合。在微重力環(huán)境下，熔化了的金屬液滴形狀呈絕對(duì)球形，冷卻后可以成為理想的滾珠。材料可以不與容器接觸，可以制取高純度藥品?！締?wèn)題】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的健康有何影響？【知識(shí)拓展】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的健康、安全和工作能力會(huì)產(chǎn)生重要影響，中長(zhǎng)期航天飛行可導(dǎo)致宇航員出現(xiàn)多種生理、病理現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為心血管功能障礙、骨丟失、免疫功能下降、肌肉萎縮、內(nèi)分泌機(jī)能紊亂、工作能力下降等。小結(jié)：空間環(huán)境對(duì)人類(lèi)生存極端不利，但是在地面上也很難得到這樣32【討論】外層空間的環(huán)境不利于人類(lèi)的正常生活，為什么人類(lèi)還要到外層空間去？【歸納】人類(lèi)進(jìn)入空間有以下幾個(gè)方面的原因：①了解宇宙演化及其中的各種物理現(xiàn)象和過(guò)程，了解人類(lèi)和地球生物在宇宙中的地位及意義，滿足人類(lèi)的好奇心。②利用空間的極端環(huán)境進(jìn)行各種科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)，發(fā)展各種空間技術(shù)并將其運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，探索和利用各種空間資源造福人類(lèi)，改善人類(lèi)日益惡劣的生存環(huán)境、拓展人類(lèi)日益窘迫的生存空間。③空間為全人類(lèi)共有，進(jìn)入空間可以充分利用資源為本國(guó)的發(fā)展服務(wù)，同時(shí)可以體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的強(qiáng)大。【討論】外層空間的環(huán)境不利于人類(lèi)的正常生活，為什么人類(lèi)33四、空間資源（一）空間高位置資源人類(lèi)將航天器發(fā)射到幾百千米甚至幾萬(wàn)千米的高空，占據(jù)這種高位置，利用空間的特殊環(huán)境，可進(jìn)行地球表面無(wú)法完成的工作。四、空間資源（一）空間高位置資源34（二）空間環(huán)境資源2．高真空環(huán)境資源太空高真空和高潔凈的環(huán)境對(duì)電子器件、商品等生產(chǎn)工藝也是十分必需的，在地面上要付出巨大的能源和經(jīng)濟(jì)代價(jià)才能靠人工獲得的環(huán)境，在外層空間則天然具有這種環(huán)境。1．微重力環(huán)境資源對(duì)冶金、化工和藥物的生產(chǎn)過(guò)程有重大影響。（二）空間環(huán)境資源2．高真空環(huán)境資源1．微重力環(huán)境資源354．強(qiáng)輻射環(huán)境資源空間的強(qiáng)輻射可以改變材料的性能，甚至可以通過(guò)誘發(fā)基因突變來(lái)改造生物的性能。3．超低溫環(huán)境資源空間可