1、7.1空間環(huán)境和空間資源教材分析 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)所討論的問題有導(dǎo)入和引領(lǐng)的作用。本節(jié)構(gòu)造如下： 教材重點(diǎn) 空間環(huán)境的特點(diǎn)及空間環(huán)境的兩面性。 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，而是經(jīng)過“提問閱讀講解討論提煉歸納的方式，讓學(xué)生比較深化地領(lǐng)會(huì)教材內(nèi)容。對(duì)學(xué)生能夠有疑問的知識(shí)點(diǎn)及教材需求重點(diǎn)提升的觀念適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，以加深學(xué)生的了解。本節(jié)教學(xué)方式與安排 教學(xué)過程“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)實(shí)驗(yàn)，中國(guó)終于真正跨進(jìn)了世界科技強(qiáng)國(guó)、航

2、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？一、外層空間外層空間：小結(jié)：人類進(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)消費(fèi)力的開展。 指離地面100-120km之外的空間，簡(jiǎn)稱空間或太空，空間被人們稱為除陸地、海洋和大氣層外的第四環(huán)境。一國(guó)的領(lǐng)空普通指其領(lǐng)土上面的大氣空間，在領(lǐng)空以外的是外層空間。按規(guī)定，空間資源為全人類共有。二、空間環(huán)境的特點(diǎn)1.微重力環(huán)境： 物體處于完全失重形狀與所受重力很小時(shí)情況完全一樣。即微重力環(huán)境 【問題】乘坐電梯上下樓時(shí)都會(huì)閱歷超失重，請(qǐng)同窗們回想高一物理中學(xué)習(xí)過的超重、失重與完全失重問題。地面上的物體假設(shè)有向下的加速度，它

3、的視重小于本身的重力將處于失重形狀；假設(shè)物體在重力場(chǎng)中自在落體或作各種拋體運(yùn)動(dòng)，視重等于零就處于完全失重形狀 。 航天器在環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于其所受的萬(wàn)有引力完全提供向心力，處于完全失重形狀。 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。 地面上的微重力形狀都是極短的時(shí)間，而航天器環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)處于繼續(xù)的微重力形狀。 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小，大氣密度和大氣壓力隨地面高度的添加，按指數(shù)規(guī)律迅速減小。3溫度變化猛烈：由于沒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

4、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)宏大的真空環(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 4各種輻射劇烈：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，普通都需求龐大的機(jī)器、耗費(fèi)極大的能量和宏大的財(cái)力物力。 【知識(shí)拓展】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。 許多天體還向外輻射高能粒子，構(gòu)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，構(gòu)成輻射性很強(qiáng)的輻射帶。強(qiáng)輻射能使物體資料及生物細(xì)胞遭到損害 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

5、，氣泡在液體中將不再上浮。宇航員站著睡覺和躺著睡覺一樣溫馨，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】他能否在一些大型的游藝機(jī)上嘗試過失重的覺得。想象地球重力一旦消逝會(huì)發(fā)生什么景象，宇航員在宇宙飛船中就會(huì)遇到什么景象?小結(jié)：空間環(huán)境對(duì)人類生存極端不利，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)人類也是珍貴的資源。因此對(duì)人類，空間環(huán)境具有兩面性。一切事物都有兩面性。微重力環(huán)境不利于人類的生存，但各種密度不同的資料可以均勻混合。在微重力環(huán)境下，熔化了的金屬液滴外形呈絕對(duì)球形，冷卻后可以成為理想的滾珠

6、。資料可以不與容器接觸，可以制取高純度藥品?！締栴}】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的安康有何影響？【知識(shí)拓展】微重力環(huán)境對(duì)宇航員的安康、平安和任務(wù)才干會(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、病理景象，主要表現(xiàn)為心血管功能妨礙、骨喪失、免疫功能下降、肌肉萎縮、內(nèi)分泌機(jī)能紊亂、任務(wù)才干下降等。 【討論】外層空間的環(huán)境不利于人類的正常生活，為什么人類還要到外層空間去？【歸納】人類進(jìn)入空間有以下幾個(gè)方面的緣由：了解宇宙演化及其中的各種物理景象和過程，了解人類 和地球生物在宇宙中的位置及意義，滿足人類的獵奇心。利用空間的極端環(huán)境進(jìn)展各種科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)，開展各種空間技術(shù)并將其運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，探求和利用

7、各種空間資源造福人類，改善人類日益惡劣的生存環(huán)境、拓展人類日益窘迫的生存空間?？臻g為全人類共有，進(jìn)入空間可以充分利用資源為本國(guó)的開展效力，同時(shí)可以表達(dá)一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的強(qiáng)大。四、空間資源一空間高位置資源人類將航天器發(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)展地球外表無(wú)法完成的任務(wù)。 二空間環(huán)境資源2高真空環(huán)境資源太空高真空和高干凈的環(huán)境對(duì)電子器件、商品等消費(fèi)工藝也是非常必需的，在地面上要付出宏大的能源和經(jīng)濟(jì)代價(jià)才干靠人工獲得的環(huán)境，在外層空間那么天然具有這種環(huán)境。 1微重力環(huán)境資源對(duì)冶金、化工和藥物的消費(fèi)過程有艱苦影響。4強(qiáng)輻射環(huán)境資源空間的強(qiáng)輻射可以改動(dòng)資料的

8、性能，甚至可以經(jīng)過誘發(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消費(fèi)工藝提供超低溫條件，也能降低熱噪聲，有利于通訊。5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，但在地球外表由于有云層的遮擋，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。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)電資料氦-3。 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)需求人類生存有