人類(lèi)對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)過(guò)程

:古時(shí)候的人,由于活動(dòng)的范圍很小,,,,局(棋盤(pán)..為,,,,而應(yīng)該是彎曲呈弧形的.,,桅帆.在陸地上旅行的人,,,.,.,從,.當(dāng)時(shí),由.功千4.11.簡(jiǎn)單說(shuō)：天圓地方天圓如張蓋,地方如棋局大地不是平的麥哲倫環(huán)球航行，地球是圓的人造地球衛(wèi)星照片，地球是球體古時(shí)候人們認(rèn)為天圓地方后來(lái)人們又認(rèn)為大地彎曲呈弧形公元前500年前后畢達(dá)哥拉斯設(shè)想大地是球形約100年后亞里士多德通過(guò)月食推斷大地是球形我國(guó)東漢年間張衡提出地如雞中黃”15—16世紀(jì)麥哲倫通過(guò)環(huán)球航行證實(shí)大地是球形17世紀(jì)牛頓推斷地球?yàn)楸馇蝮w卡西尼認(rèn)為地球是個(gè)長(zhǎng)球體18世紀(jì)法國(guó)科學(xué)家測(cè)量出地球?yàn)楸馇蝮w現(xiàn)在赤道半徑為6378140米，極半徑6356755米，扁率為1/298.2這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的進(jìn)步，有人比喻為第一級(jí)近似。到18世紀(jì)末，人們普遍認(rèn)識(shí)到地球?yàn)闃O軸方向扁縮的橢球，這是第二級(jí)近似。為了數(shù)學(xué)上計(jì)算方便，來(lái)代表地球的形狀。所謂旋轉(zhuǎn)橢球體是將一個(gè)橢圓以它的短軸為軸旋轉(zhuǎn)而成的球體。地球因自轉(zhuǎn)而變扁，這符合邏輯和事實(shí)，但地球不是流體，所以旋轉(zhuǎn)橢球體的后來(lái)通過(guò)重力測(cè)量采用“大地水準(zhǔn)體”（Geoid）這個(gè)概念來(lái)代表地球的形狀，這是第三級(jí)近似。大地水準(zhǔn)體是指由平均海面所封閉的球體形狀。海面上的重力位各處都是相等的，即海面在重力作用下是一個(gè)等位面，把這個(gè)等位面延伸通過(guò)大陸，就形成一個(gè)封閉曲面，這個(gè)曲面叫大地水準(zhǔn)面。由于地球表面有71％為海洋所占據(jù)，所以在一定程度上講，大地水準(zhǔn)面代表了地球的形狀，而且這個(gè)面是一個(gè)實(shí)際存在的面。但它仍然是介于旋轉(zhuǎn)橢球體和地球真實(shí)形狀之間的一個(gè)中間形態(tài)。近年來(lái)，由于人造衛(wèi)星等空間技術(shù)的發(fā)展，大大地推動(dòng)了關(guān)于地球形狀的深入研究，取得了一些新的數(shù)據(jù)。概括說(shuō)來(lái)，有以下幾個(gè)方面的認(rèn)識(shí)：(1)大地水準(zhǔn)面不是一個(gè)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)橢球面，而是有地方隆起，有地方凹陷，相差可達(dá)100m20°和東經(jīng)為430m;比較，位于南極的南極大陸比基準(zhǔn)面凹進(jìn)24m；而位于北極的沒(méi)有大陸的北冰洋卻高出基準(zhǔn)面14m。同時(shí)，從赤道到南緯形狀是一個(gè)近似“梨”的形狀。這一認(rèn)識(shí)是到目前為止對(duì)于地球認(rèn)識(shí)的一個(gè)新階段。這種認(rèn)識(shí)說(shuō)明地球的形狀及反映這種形狀的內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)還未達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。當(dāng)然，今后衛(wèi)星測(cè)量還必須結(jié)合大地測(cè)量、重力測(cè)量和天文測(cè)量等綜合手段，才能獲得進(jìn)一步精確的數(shù)據(jù)。人類(lèi)對(duì)地球形狀認(rèn)識(shí)趣談現(xiàn)在人們對(duì)地球的形狀已有了一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)：地球并不是一個(gè)正球體，而是一個(gè)兩極稍扁，赤道略鼓的不規(guī)則球體。但得到這一正確認(rèn)識(shí)卻經(jīng)過(guò)了相當(dāng)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在我國(guó)，早在二千多年前的周朝，就存在著一種“天圓如張蓋、地方如棋局”的蓋天說(shuō)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，各種知識(shí)的積累，人們終于發(fā)現(xiàn)，有一些客觀(guān)現(xiàn)象是無(wú)法用早期的那種直觀(guān)而質(zhì)樸的觀(guān)念來(lái)解釋的。實(shí)踐迫使人們不得不修改原來(lái)的錯(cuò)誤觀(guān)念，于是便有人提出了拱形大地的設(shè)想。這就產(chǎn)生了“渾天說(shuō)”。著名的漢朝科學(xué)家張衡在所作的《渾天儀注》中寫(xiě)道：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居于內(nèi)，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮?！惫?世紀(jì)，球形大地的觀(guān)念就已經(jīng)產(chǎn)生，但這畢竟沒(méi)有直接的證據(jù)，所以人們對(duì)此并沒(méi)形成共識(shí)。直到1519年，葡萄牙人麥哲倫率領(lǐng)的船隊(duì)完成環(huán)球航行，進(jìn)一步證實(shí)地球確實(shí)是個(gè)球體。從此，人們才一把我們居住的“大地”稱(chēng)為“地球”。麥哲倫環(huán)球航行的實(shí)現(xiàn)，是人類(lèi)最終證實(shí)地球是個(gè)大圓球的里程碑。當(dāng)時(shí)西班牙國(guó)王送給航海家們一個(gè)最好的禮物，就是一個(gè)人類(lèi)共同擁有，然而又不被人們真正認(rèn)識(shí)的彩色地球的模型──地球儀。上面刻著一行寓意深刻的題字──“你首先擁抱了我”。大地是圓球形狀，到了16世紀(jì)，已經(jīng)沒(méi)有什么可以爭(zhēng)論的了。但人類(lèi)對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)，并沒(méi)有終止。地球是個(gè)怎樣的球體呢，是渾圓體還是橢圓體，是扁球體還是長(zhǎng)球體，是規(guī)則的還是不規(guī)則的？英國(guó)著名物理學(xué)家牛頓于17世紀(jì)80年代提出了萬(wàn)有引力定律。他從這個(gè)理論出發(fā)，提出地球由于繞軸自轉(zhuǎn)，因而就不可能是正球體，而只能是一個(gè)兩極壓縮，赤道隆起，像桔子一樣的扁球體。也就是說(shuō)地球的半徑隨緯度的增加而變短，赤道的半徑最長(zhǎng)，極半徑最短。法國(guó)天文學(xué)家里希爾在南美洲進(jìn)行天文觀(guān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，擺鐘是受地面重力作用才擺動(dòng)的，在法國(guó)巴黎和在南美洲擺動(dòng)的周期不同。他認(rèn)為這是因地面上重力不同引起的，并進(jìn)而說(shuō)明地面重力變化的情況。他的推測(cè)與牛頓的理論完全吻合，里希爾便正式反對(duì)牛頓理論的代表人物，是當(dāng)時(shí)巴黎科學(xué)院所屬的巴黎天文臺(tái)第一任臺(tái)長(zhǎng)卡西尼父子。他們?cè)鴮?duì)從巴黎到其以北的城市敦刻爾刻之間的子午線(xiàn)進(jìn)行過(guò)很不精確的弧度測(cè)量。他們的測(cè)量結(jié)果與里希爾的結(jié)論完全相反。因而伏爾泰在文章里說(shuō)：“關(guān)于地球的形狀，在倫敦認(rèn)為是個(gè)桔子，而在巴黎卻把它想象成一個(gè)西瓜?！钡搅?8世紀(jì)30年代，關(guān)于地扁和地長(zhǎng)的爭(zhēng)論更加激化。法國(guó)巴黎科學(xué)院分為兩派，擁護(hù)牛頓在理論上確定的扁球?qū)W說(shuō)的人，在科學(xué)院內(nèi)形成了強(qiáng)大的力量。為了解決這個(gè)爭(zhēng)端，法國(guó)國(guó)王路易十四派出兩66魯?shù)貐^(qū)（南緯2度）。這是18世紀(jì)科學(xué)史上一大壯舉。南美遠(yuǎn)征隊(duì)經(jīng)過(guò)10年工作，才回到巴黎。這次精密的子午線(xiàn)測(cè)量結(jié)果一公布，便轟動(dòng)了巴黎科學(xué)院，也轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，因?yàn)樗麄冇檬聦?shí)證明了牛頓的扁球說(shuō)理論是完全正確的。為此伏爾泰風(fēng)趣地寫(xiě)道：兩個(gè)遠(yuǎn)征隊(duì)用最雄辯的事實(shí)，“終于把兩極和卡西尼都一起壓下去了”。最早算出地球大小的，應(yīng)該說(shuō)是公元前3世紀(jì)的希臘地理學(xué)家埃拉托斯特尼。他成功地用三角測(cè)量法測(cè)量了阿斯旺和亞歷山大城之間的子午線(xiàn)長(zhǎng)，算出地球的周長(zhǎng)約為25千米），與實(shí)際長(zhǎng)度只差340千米，這在2000多年前實(shí)在是了不起的。20世紀(jì)50年代后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展非常迅速，為大地測(cè)量開(kāi)辟了多種途徑，高精度的微波測(cè)距，激光測(cè)距，特別是人造衛(wèi)星上天，再加上電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)用和國(guó)際間的合作，使人們可以精確地測(cè)量地球的大小和形狀了。通過(guò)實(shí)測(cè)和分析，終于得到確切的數(shù)據(jù)：地球的平均赤道半徑為6738.14千米，極半徑為6356.76千米，赤道周長(zhǎng)和子午線(xiàn)方向的周長(zhǎng)分別為40075千米和39941千米。測(cè)量還發(fā)現(xiàn)，北極地區(qū)約高出18.924～30身”；北極有點(diǎn)放尖，像個(gè)“梨蒂”；南極有點(diǎn)凹進(jìn)去，像個(gè)“梨臍”，整個(gè)地球像個(gè)梨形的旋轉(zhuǎn)體，因此人們稱(chēng)它為“梨形地球”。確切地說(shuō)，地球是個(gè)三軸橢球體。教學(xué)背景分析：本課是學(xué)生學(xué)習(xí)地球概貌等知識(shí)后，雖然對(duì)地球有很多感性認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于地球的直觀(guān)感受和間接資經(jīng)歷“平面→凸面→球體赤道略鼓、兩極稍扁的不規(guī)則的球體”的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生了解認(rèn)識(shí)地球的形狀的過(guò)程是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，從而不斷發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)，體驗(yàn)認(rèn)識(shí)過(guò)程，發(fā)展認(rèn)識(shí)事物的能力；教學(xué)中以學(xué)生身邊的事物——書(shū)本和筆作為模擬實(shí)驗(yàn)的材料，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)要求，從而使每一位學(xué)生參與到每一次活動(dòng)中來(lái)。教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)與能力：a)了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球形狀的漫長(zhǎng)歷程；b)知道不同時(shí)期人們對(duì)地球有不同的認(rèn)識(shí)。2、過(guò)程與方法：由直觀(guān)感覺(jué)到理性模擬實(shí)證，逐漸認(rèn)識(shí)地球的形狀。學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)事物的兩種視角。3、情感態(tài)度和價(jià)值觀(guān)：知道人類(lèi)對(duì)客觀(guān)事物的認(rèn)識(shí)是無(wú)窮盡的，以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)和生活的重要性，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的態(tài)度和探求科學(xué)奧秘的志趣。教學(xué)重點(diǎn)：人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球形狀過(guò)程中的假設(shè)與實(shí)證。教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)學(xué)習(xí)體會(huì)出人類(lèi)對(duì)自然事物的認(rèn)識(shí)要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。教學(xué)準(zhǔn)備：學(xué)生準(zhǔn)備：人類(lèi)對(duì)地球認(rèn)識(shí)的相關(guān)資料。教師準(zhǔn)備：2、）與資料板書(shū)設(shè)計(jì)：研究視角：[問(wèn)題]這種認(rèn)識(shí)有無(wú)科學(xué)依據(jù)？沒(méi)有科學(xué)依導(dǎo)致錯(cuò)誤理解[問(wèn)題]你發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)得出地面如果是平的，不是平面而是船身和桅桿曲面的兩種可能：凸面和凹用書(shū)本來(lái)模擬證明地面是凸[活動(dòng)]用書(shū)從凸面到一個(gè)封閉體種類(lèi)考證圓的個(gè)球體[問(wèn)題]從外太空看地球是球形的，但古代的人只能在地球上看天空，人們看到了什么？它們是什么形狀的？外視角：從地球上看月亮和太陽(yáng)引出：