师：大家好，在前面几节课中，我们初步认识了物质的内部结构。实际上，人类在深入探究微观世界的同时，也从未停止对地球之外宇观世界的探索。茫茫宇宙，浩瀚星空，令人遐想。宇宙到底有多大？人们能否飞出地球？千百年来，人们一直观察着、思考着。如今，充满智慧的中国人终于圆梦了。
“我感觉非常良好，我们奉命执行。”14分跳动秒自动40毫秒，飞天的梦想已然实现。那大家知道人类是怎样将梦想变为现实的吗？这就是今天这节课我们要学习的内容——“飞出地球，探索宇宙深处”。
首先，我们来看看古人对宇宙想象的途径。浑天说是我国古代的一种宇宙学说，它认为地球并非孤零零地悬在空中，而是浮于水上，后来又发展为认为它浮于气上，所以可以回旋浮动，而天体则在一个天球上运行。古埃及人则认为行星像油灯一样悬挂在上空。这些都是古人对宇宙的想象，那真实的宇宙结构究竟怎样呢？后来，随着天象观察的深入和数学应用的推动，天文学发展起来，出现了两种有名的宇宙学说——地心说和日心说。
公元150年，古希腊天文学家托勒密集当时天文学之大成，提出了以地球为中心的地心说。他认为月亮、水星、太阳及其他行星都绕着地球转，而恒星镶嵌在最外边的天体之上。托勒密的地心说能很好地解释日食和月食等天文现象，且容易被人们接受，因为当时人们都认为地球是静止不动的。但它被教会利用，用来禁锢人们的思想，这就是以地球为中心的地心说。
历史的脚步又走过了1400多年，波兰天文学家哥白尼经过长期观察和研究，提出了日心说。他认为宇宙的中心是太阳，地球及其他行星绕着太阳旋转，而月球是地球的卫星，绕着地球转。根据哥白尼的学说，我们还能推算出各颗行星到太阳之间的距离，并且首次推算出宇宙大小的尺度。在思想上，它挣脱了教会的束缚，使自然科学从神学的桎梏下解脱出来，自然科学迎来了春天。
人类认识宇宙结构，是一个从错误逐步向正确靠近并不断深入的过程。哥白尼的日心说有力地推动了人类文明的进程。虽然哥白尼对天体做出了安排，但他没有说明地球及其他行星为何绕着太阳转。这个问题困扰了天文学家多年，直到1687年，伟大的英国科学家牛顿提出了万有引力。
什么是万有引力呢？牛顿通过长期观察和研究发现，任何两个物体间都存在相互吸引的力，这个力就是万有引力。万有引力的大小跟物体的质量以及它们之间的距离有关，通常情况下，万有引力很小，人们感觉不到。但天体质量巨大，引力就大得惊人。例如，地球所受到的万有引力若作用在一根9000千米的钢柱上，可直接将其拉断。
这就好比太阳靠强大的吸引力，使行星乖乖绕着它旋转，如同我们用绳子拉着一个小物体，让它绕中心旋转。我们生活在地球上，也仿佛被一根绳子牢牢系着，无论怎么蹦跳，最终都会被拉回地面，这就是万有引力的作用。下面老师给大家做个演示实验。
老师手中有个乒乓球，已提前用绳子固定好。现在，按照这幅图，老师让球在绳子拉力作用下绕中心旋转。接下来，老师想让它转得快一点。咦，大家发现什么？球飞出去了！老师的演示能否给大家一些启示呢？如果在地球上抛物体，抛出的速度足够快，这个物体是不是就可以飞出地球呢？牛顿就研究过类似问题。
牛顿提出一个大炮的设想，在地球的一座高山上架起一支水平大炮，以不同速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想，当射出速度足够大时，炮弹就可以围绕地球不停地转而不掉下来。这就是目前发射卫星的原理。航天器沿地球表面做圆周运动时必须具备的发射速度，也叫环绕速度，即第一宇宙速度。当航天器超过第一宇宙速度达到一定值时，就会脱离地球的引力场，成为围绕太阳运行的人造卫星，这个速度叫第二宇宙速度，亦称脱离速度。从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系漫游，所需要的最小发射速度叫第三宇宙速度，亦称逃逸速度。三大宇宙速度均是发射卫星过程中的不同临界状态。
下面我们一起看看三大宇宙速度分别是多大。第一宇宙速度是7.9千米每秒，第二宇宙速度是11.2千米每秒，第三宇宙速度是16.7千米每秒。达到7.9千米每秒，就可以环绕地球做匀速圆周运动；达到11.2千米每秒，就可以逃离地球引力，成为太阳的人造卫星；达到16.7千米每秒，就可以逃离太阳系，飞到太阳系之外的空间。
在几代人的努力下，我们飞天的梦想已经实现。下面老师带着同学们一起回顾人类航天的历程。最早的载人航天尝试是600多年前的万户飞天。14世纪末，明朝的士大夫万户，命人找来47枚火箭绑在椅子背面，自己绑在椅子前面，手持两个大风筝，然后让徒人们点燃47枚火箭，试图借助火箭的推力和风筝的升力飞向天空。虽然最终以失败告终，但这是一次伟大的壮举，他被称为“世界航天第一人”。
中国的航天梦历经漫长岁月。直到1970年，我国成功发射“东方红一号”；2003年，首次载人任务圆满完成，杨利伟乘坐“神舟五号”飞船飞向太空，并在太空举起五星红旗，震惊全世界。中国只用了5艘飞船，就实现了载人航天梦想，开创了中国航天新时代。
2008年，翟志刚实现首次太空行走；2011年，“天宫一号”和“神舟八号”完成首次交会对接；2022年6月5日，“神舟十四号”发射成功。从第一代航天人剑指苍穹，到神舟飞船发射，再到空间站即将建成，大漠深处的航天人在共和国历史上不断续写传奇。
地球只是太阳系中的普通一员，目前我们发射的卫星大多在太阳系内。在新世纪，我们不仅要探测太阳系内的行星，还要冲出太阳系，到更广阔的宇宙空间航行。接下来，请同学们跟着老师学习太阳系的结构和银河系的大致情况。
太阳系的主要中心天体是太阳。太阳的直径是地球的109倍，质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍。除太阳外，太阳系有八大行星，分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。在晴朗无云的夜晚，仰望星空，会看到一条白茫茫的光带，人们称之为银河。这是一个由上千亿颗恒星组成的巨大星系，天文学上称之为银河系。