1、地球运动的基本规律考点解读 地球运动的基本规律。知识清单1地球自转运动的一般特点概念：地球绕其_的旋转运动特点：地轴的空间位置基本上是_的，地轴北端始终指向_附近方向：自西向东从北极上空或地轴北端观察：_方向旋转从南极上空或地轴南端观察：_方向旋转恒星日：真正周期（地球自转360）时间_时_分_秒太阳日：昼夜更替周期（地球自转36059），时间_小时，通常所说一天周期自转概念：单位时间转过的_两极点_其他各地相同，即_时或14分规律角速度概念：单位时间内通过的纬线弧长两极点_自赤道向两极_（赤道最大）规律线速度速度2地球公转运动的一般规律概念：地球绕_的运动方向：自_向_1月初为_点7月初为_
2、点影响：太阳位于其中_之一概念：地球公转的轨迹叫做_（长：94000万千米）形状：近似正圆的_轨道概念：地球公转一周_的周期时间：_日_时_分_秒恒星年概念：太阳直射点_运动的周期时间：_日_时_分_秒回归年周期角速度：平均1时，_点较快，_点较慢线速度：平均30 km / s，_点较快，_点较慢速度公转3黄赤交角及影响概念：_平面与_平面之间存在交角，目前大小为_影响：使太阳直射点在_之间往返移动，周期为一个_黄赤交角参考答案：1自转轴 不动 北极星 逆时针 顺时针 23 56 4 24 角度 无角速度 15 无线速度 递减2太阳 西 东 公转轨道 椭圆 焦点 近日 远日 真正 365 6
3、9 10 回归 365 5 48 46 近日 远日 近日 远日 3赤道 黄道 2326 南北回归线 回归年要点精析要点一：地球自转的一般规律（1）运动轴心及轨道：地轴北端始终指向北极星附近，并与公转轨道面成66 34夹角。（2）方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。（3）周期：恒星日：自转360，23时56分4秒，是真正周期。太阳日，自转360 59，24小时，是日常所用周期。应用：恒星日：（用于天文观测）以恒星作为参照物。地球自转一周360，时间为23时56分4秒。恒星日是地球自转的真正周期。太阳日：是生活周期，用于计时。古人云：日出而作日没而息。（4）速度：角速度：除
4、极点为0外，其它各点均为15 /小时线速度：赤道线速度最大（约为1670km/h），向高纬递减，两极为零。纬度为的某地其线速度约为1670km/h cos 。注意：同纬度地区，海拔越高，线速度越大。影响自转线速度的因素：纬度、海拔【典型例题】读“地球自转等线速度分布示意图”，R、T在同一纬线上。据此完成以下问题。 1. 该区域所在的位置是A南半球低纬度 B北半球中纬度 C南半球中纬度D北半球高纬度2. R点地形最有可能是A丘陵 B盆地 C山地 D高原解析：第1题，在地球表面纬度越高线速度越小，图中线速度数值越向南越小，说明越向南纬度越高，所以说该地在南半球，赤道的线速度为1670千米/小时，3
5、0纬线的线速度为1447/小时，图中线速度数值介于二者之间，所以位于低纬度，故答案选A。第2题，纬度和海拔高度是影响地球表面线速度的两大因素。同样海拔高度，纬度越低线速度越大，纬度越高线速度越小；同一纬线上海拔越高线速度越大，海拔越低线速度越小。R比同纬度的T处线速度小说明该地地势较低，地形类型应为盆地，故答案选B。答案：1. A 2.B要点二：地球公转的一般规律（1）运动轴心及轨道：轨道为黄道太阳位于椭圆的一个焦点上，地球有近日点（1月初）和远日点（7月初）之分（2）方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针（3）周期： 恒星年，是真正周期 回归年，太阳直射点移动一个周期，3
6、65天5时48分46秒，是日常所用周期（4）速度：位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢注意：会描述速度的变化；直射某一纬线对应的日期【例题1】下列关于地球运动的叙述，正确的是（ ）A恒星日比太阳日长3分56秒B1月份，北半球正是隆冬季节，地球距离太阳最远C地球自转方向从南极上空看是自西向东，北极相反D北半球夏半年比冬半年长解析：此题考查地球运动的一般规律，恒星日比太阳日短3分56秒，1月份，北半球正是隆冬季节，地球距离太阳最近，地球自转方向无论是从南极上空还是北极上空看都是自西向东，地球公转速度近日点快，远日点慢些，故夏半年比冬半年长。答案：D【例题2】 2019年年度最
7、大最圆月亮（也称“超级月亮”）在中秋现身天宇。图中P为月球上某地。读图回答下列问题。1中秋夜观赏“超级月亮”时，月球可能处于图中（） A处 B处 C处 D处2月球上P地永远正对着地球，是因为月球公转与自转（） A方向相同，周期不同 B方向相同，周期相同 C自转周期小于公转周期 D自转速度大于公转速度 解析：第1题，此时地球运行到月亮和太阳之间，月亮恰好“直面”太阳，它将太阳的光全部反射给地球，故呈现“最圆”；而同日月球又过近地点，届时月球距离地球为全年最近时刻，因而月亮的视直径最大。故C正确。第2题，月球上P地永远正对着地球，说明月球的自转和绕地公转方向和速度相同，故B正确。 答案：1C 2B
8、要点三：地球自转与公转的关系黄赤交角地球运动是自转和公转这两种运动的叠加。黄赤交角是黄道平面与赤道平面的夹角。黄赤交角的大小目前是2326，它不是固定的，但变化周期很长，可以看是不变的。直接影响：太阳直射点纬度位置在南北回归线之间的周年变化。太阳直射点在南北回归线之间周年变化示意图思考：黄赤交角变化，太阳直射点和五带的范围相应有何变化？变大：直射范围变大，热带和寒带变大，温带变小。变小：则相反。黄赤交角为0：太阳永远直射赤道，五带消失。季节变化消失。【典型例题】例题1 读下图，回答有关问题。 （1）指出直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称。B_，C_，D_。（2）写出a的度
9、数和表示的含义以及存在的结果。（3）直射点在C处的运动方向为向_（填“南”或“北”），D处的运动方向为向_（填“南”或“北”）。 （4）当黄赤交角变大时a的度数会_（填“变大”或“变小”），温带的范围会_（填“变大”或“变小”）。 解析： 本题主要考查黄赤交角的形成及太阳直射点的回归运动。解决本题关键抓住以下几点： （1）根据太阳直射点的移动判断出B、C、D三处的节气名称和所在纬线名称。 （2）由a是黄道平面与赤道平面的夹角判断出a为黄赤交角。 （3）由C、D两处的节气判断太阳直射点的移动方向。 （4）根据黄赤交角与回归线及极圈的纬度关系，确定当黄赤交角变化时，地球上五带的范围变化情况。答案：
10、（1）夏至，北回归线 秋分，赤道 冬至，南回归线（2）2326，黄赤交角，太阳直射点在地球南北回归线之间做往返移动。（3）南 北 （4）变大 变小例题2 读地球赤道面与公转轨道面示意图和广州回归线纪念碑图，回答下列试题。（1）图中代表黄赤交角的数码是_。（2）201年7月1日，广州年内最后一次立竿无影现象发生在北京时间12时30分55秒，则广州日出是竿影朝向为_。（3）当公转轨道面与赤道面重合时，地球上的自然现象变化是什么？解析：第（1）题，要知道黄赤交角为黄道面与赤道面的交角。（2）考查太阳直射点变化规律及地平圈知识，广州位于北回归线上，回归纪念碑建在从化市，立竿无影是夏至日，是一年中太阳高
11、度最大（90），北半球白昼最长的一天，太阳升起的方位是东北，故日影西南。第（3）题，当黄赤交角变为0时，太阳终年直射赤道，全年都是昼夜平分，由于太阳直射赤道，各地无四季变化，但一天中太阳高度有变化，因此气温仍有日变化，由于热量存在纬度差异，仍然有大气环流现象。各地由于气温不同，环流形式不同，则自然地理环境仍有区域差异。答案：(1)（2）西南（3）太阳终年直射赤道，各地无四季变化，各地全年昼夜平分。思维拓展读下面的二分二至日图，分析回答下列问题。（1）地球公转到A处时是公转轨道的_点附近，地球公转速度_；公转到C处时是公转轨 道的_点附近，地球公转速度_。（2）地球公转一周为365日6时9分10
12、秒，这叫_年。（3）若自3月21日到6月22日，地球运行在公转轨道AB、BC、CD、DA四段中的_段；此时段太阳直射点从赤道起向_移，一直_移到直射_。此时段极昼范围由_向 _扩大。解析：由图可知，地球公转的方向为逆时针，可推知该图是在北极上空或地轴北端观察，所得到的二分二至日图。再作图分析，先作与地轴垂直的平分线即赤道，太阳光线直射C处时，直射点位于赤道以北，直射A处位于赤道以南。从而可知C处为北半球的夏至日，A处为北半球的冬至日，B处为春分日，D处为秋分日。北半球的夏至日、秋分日、春分日、冬至日时间分别为6月22日、9月23日、3月21日和12月22日前后。地球在公转轨道运行，1月初在近日
13、点，公转速度较快；7月初在远日点，公转速度较慢。太阳直射点一年内在南北回归线间的移动、极昼极夜的变化都是有规律的。答案：（1）近日 较快 远日 较慢 （2）1恒星 （3）BC 北 北 北回归线或2326N 北极点 北极圈【课外拓展】傅科摆地球自转的证明傅科摆（Foucault pendulum）指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆。为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（18191868）于1851年做了一次成功的摆动实验，从而有力地证明了地球是在自转，傅科摆由此而得名。基本概述为了证明地球在自转，法国物理学家傅科（18191868）于1851年做了一次成功的摆动实验，傅科摆由
14、此而得名。实验在法国巴黎的一个圆顶大厦进行，摆长67米，摆锤重28公斤，悬挂点经过特殊设计使摩擦减少到最低限度。这种摆惯性和动量大，因而基本不受地球自转影响而自行摆动，并且摆动时间很长。在傅科摆实验中，人们看到，摆动过程中摆动平面沿顺时针方向缓缓转动，摆动方向不断变化。分析这种现象，摆在摆动平面方向上并没有受到外力作用，按照惯性定律，摆动的空间方向不会改变，因而可知，这种摆动方向的变化，是由于观察者所在的地球沿着逆时针方向转动的结果，地球上的观察者看到相对运动现象，从而有力地证明了地球是在自转。傅科摆放置的位置不同，摆动情况也不同。在北半球时，摆动平面顺时针转动；在南半球时，摆动平面逆时针转动
15、，而且纬度越高，转动速度越快；在赤道上的摆几乎不转动。傅科摆摆动平面偏转的角度可用公式=15tsin来求，单位是度。式中代表当地地理纬度，t为偏转所用的时间，用小时作单位，因为地球自转角速度1小时等于15，所以，为了换算，公式中乘以15。 北京天文馆大厅里也有一个巨大的傅科摆，时时刻刻提醒人们，地球在自西向东自转着。 无论我们认为地球是绕自身轴旋转，或者认为是恒星绕地球旋转而地球处于静止，这都是无关紧要的。 马赫证明自转三百多年以前伽利略接受罗马教廷的审判，当他被迫承认“地心说”的时候，有人记载说，伽利略喃喃自语道：“可是地球仍然在动啊！”伽利略是否说过这句话已经不可考，按理说后人杜撰的成分比
16、较大。很难想象有人听见了伽利略低声说出的“异端”言论，并且把它记录了下来，更何况当时伽利略已经神志不太清醒。圣经说大地是不动的；而现在，即使是小学三年级的学生也知道地球存在自转和公转。那么，一个问题是，如何观察到地球的运动比如自转呢？历史实验时间回溯到1851年的巴黎。在国葬院（法兰西共和国的先贤祠）的大厅里，让傅科（Jean Foucault）正在进行一项有趣的实验。傅科在大厅的穹顶上悬挂了一条67米长的绳索，绳索的下面是一个重达28千克的摆锤。摆锤的下方是巨大的沙盘。每当摆锤经过沙盘上方的时候，摆锤上的指针就会在沙盘上面留下运动的轨迹。按照日常生活的经验，这个硕大无朋的摆应该在沙盘上面画出
17、唯一一条轨迹。该实验被评为“物理最美实验”之一。国葬院外观实验开始了，人们惊奇的发现，傅科设置的摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹（准确地说，在这个直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米）。“地球真的是在转动啊”，有的人不禁发出了这样的感慨。悬挂方法傅科摆的运动可以超然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的自转。为解决这一问题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置万向节（如图），从而使摆动平面超然于地球的自转。 自转惯性傅科的这个摆的是一个演示地球自转的实验。这种摆也因此被命名为“傅科摆”。傅科摆为什么能够演示出地球自转呢？简单的说，因为惯性。 通常，
18、我们说“地球具有自转”的时候，我们并没有明确出它到底相对于什么自转。这是一个非常重要的问题，如果没有参照物，谈论运动是不可想象的。还没有办法在空间中打上一根钉子作为绝对的参照物，因此，我们只能依靠较远的、看起来似乎是静止的天体作为参照物。事实上，那些天体也绝不是“空间中的钉子”，只不过因为它们实在太遥远了，我们不妨事实上恐怕也是唯一的选择把它们作为参照物。以遥远的恒星作为参照物，一个物体不受外力作用的时候，将一直保持它的运动状态。这也是牛顿第一定律的内容。 摆是一种很有趣的装置。给摆一个恰当的起始作用，它就会一直沿着某一方向，或者说某一平面运动。如果摆的摆角小于5度的话，摆锤甚至可以视为做一维
19、运动的谐振子。 现在，考虑一种简单的情况，假如把傅科摆放置在北极点上，那么会发生什么情况呢？很显然，地球在自转相对于遥远的恒星自转。同样，由于惯性，傅科摆的摆锤相对于遥远恒星的运动方向（平面）是不变的。（你可以想象，有三颗遥远的恒星确定了一个平面，而傅科摆恰好在这个平面内运动。由于惯性，当地球以及用来吊起摆锤的架子转动的时候，摆锤仍然在那个平面内运动）那么什么情况发生了呢？你站在傅科摆附近的地球表面上，显然会发现摆动的平面正在缓缓的转动，它转动的速度大约是钟表时针转动速度的一半，也就是说，每小时傅科摆都会顺时针转过15度。摆在同一平面内运动，这里所说的平面是由远方的恒星确定的。 如果把傅科摆放
20、置赤道上呢？那样的话，我们将观察不到任何转动。把摆锤的运动看作一维谐振（单摆），由于它的运动方向与地轴平行，而地轴相对遥远的恒星是静止的，所以我们观测不到傅科摆相对地面的转动。 现在把傅科摆移回巴黎。摆锤的运动可以分解为沿地轴方向的和与之垂直方向上的两个分运动。后者会产生相对地面的旋转（正如北极的傅科摆）。这两个分运动合成的结果是，从地面上的人看来，傅科摆以某种角速度缓慢的旋转介于傅科摆在北极和赤道的角速度之间。（也可以从科里奥利力的角度解释，得出的结论是一样的）如果在北极的观测到傅科摆旋转一周的时间是A（A=24h），那么在任意纬度上，傅科摆旋转一周所需的时间是A/sin。对于巴黎，这个数字
21、是31.8小时。傅科巧手1819年，让傅科生于巴黎。傅科从小喜欢动手做试验，最初傅科学习的是医学，后来才转行学习物理学。1862年，傅科使用旋转镜法成果的测定了光速为289 000km/s，这是当时相当了不起的成绩，因此他被授予了骑士二级勋章。此外，傅科还在实验物理方面做出了一些贡献。例如改进了照相术、拍摄到了钠的吸收光谱（但是解释是由基尔霍夫做出的）。 傅科摆实验的第二年，即1852年，他制造出了回转仪（陀螺仪）也就是现代航空、军事领域使用的惯性制导装置的前身。此外，他还发现了在磁场中的运动圆盘因电磁感应而产生涡电流，这被命名为“傅科电流”。当然，不能忘记的是傅科摆实验，因为这个非常简单的演
22、示了地球自转现象的实验，傅科获得了荣誉骑士五级勋章。 傅科使用了如此巨大的摆是有道理的。由于地球转动的比较缓慢（相对摆的周期而言），需要一个比较长的摆线才能显示出轨迹的差异。由于因为空气阻力的影响，这个系统必须拥有足够的机械能（一旦摆开始运动，就不能给它增加能量）。所以傅科选择了一个28千克的铁球作为摆锤。此外，悬挂摆线的地方必须允许摆线在任意方向运动。傅科正是因为做到了这三点，才能成功地演示出地球的自转现象。国葬院大厅的傅科摆现在，巴黎国葬院中依然保留着150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺。不仅仅是在巴黎，在世界各地你都可以看到傅科摆的身影，例如，你可以在北京天文馆看到一个傅科摆的复制品。第 6 页
