1、第二节地球的公转第1课时公转特征和正午太阳高度的变化课程标准素养目标任务设定结合实例，说明地球运动的地理意义1.通过观察地理课件的演示，了解地球公转的轨道形状、方向、周期和速度。通过绘制黄赤交角和太阳直射点移动轨迹示意图，掌握太阳直射点的移动规律。(地理实践力)2.通过观察模拟动画，比较太阳高度和正午太阳高度，理解正午太阳高度的空间和时间分布规律。(综合思维)3.运用正午太阳高度变化规律解释相关生活实际问题。(地理实践力)1.简述地球公转的轨道、方向、周期及其速度等特征。2.黄赤交角的存在有何影响？3.太阳直射点回归运动的周期是多少？4.正午太阳高度有何纬度变化规律？5.夏至日和冬至日，正午太
2、阳高度有何变化规律？一、地球公转1轨道地球绕太阳运行叫作公转，其路径称为公转轨道。2特点(1)公转轨道：近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。(2)方向：自西向东，与地球自转方向相同。(3)周期：约为365日6时9分10秒，即一个恒星年。(4)速度位置公转位置时间公转速度A点近日点1月初较快B点远日点7月初较慢微思考北半球夏半年的天数是186天，冬半年的天数是179天。造成这种天数差异的原因是什么？提示：北半球夏半年，地球运动至离太阳较远的位置，地球公转速度较慢，天数较长；北半球冬半年，地球运动至离太阳较近的位置，地球公转速度较快，天数较短。图表点拨教材第11页图112，该图展示出：(1)
3、地球自转和公转同时进行，方向一致，地轴的空间指向不变。地球公转轨道是一个近似正圆的椭圆。(2)二分二至日的日期及地球的位置。二、黄赤交角及其影响1定义：黄道面与赤道面之间的夹角。2角度关系(1)地轴总是与赤道面垂直，地轴与黄道面的夹角约为66.5，与黄赤交角二者互余。(2)南北回归线的度数黄赤交角的度数；南北极圈度数90黄赤交角度数。3影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动，并且有如下规律：太阳直射点在南北回归线之间往返运动的周期为365日5时48分46秒，叫作一个回归年。微思考如何区分近远日点和冬夏至日？提示：时间上的区别：近日点为1月初，冬至日为12月22日左右；远日点为7月初，夏至
4、日为6月22日左右。在公转轨道上的区别：近日点的位置较冬至日靠东，远日点的位置较夏至日靠东。三、正午太阳高度的变化1太阳高度(1)概念：太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角)，叫作太阳高度角，简称太阳高度(如图1所示)。图1太阳高度角示意图图2正午太阳高度图(2)大小：在太阳直射点上，太阳高度为90；在晨昏线(圈)上，太阳高度为0。(3)正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度(如图2所示)。2变化规律(1)正午太阳高度的空间(纬度)变化规律二分二至日正午太阳高度分布示意图夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如图中c折线所示。冬至日：正午太阳高度由南回
5、归线向南北两侧递减，如图中a折线所示。春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如图中b折线所示。由上述可归纳出，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。(2)正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)把下列节气与其正午太阳高度的最大值地区和最小值地区进行连线。判断下列说法的正误。(1)地球位于近日点时，北半球是夏季；地球位于远日点时，北半球是冬季。()(2)春分日和秋分日的黄赤交角为零。()(3)同一日期，地球上正午太阳高度相等的地区都在同一纬线上。()(4)夏至日时，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值，达到一年中最小值的纬度范围是南回归线及其以南地区。(
6、)提示：(1)每年1月初，地球处于近日点附近，为北半球的冬季；7月初，处于远日点附近，为北半球的夏季。(2)地球公转时，地轴的空间指向保持不变，因此黄赤交角的大小不因季节而变化。(3)同一日期，地球上总有两条纬线上的正午太阳高度相等，并以直射纬线为中心南北对称分布。(4)夏至日时，正午太阳高度达到一年中最小值的纬度范围是南半球。黄赤交角及其影响美国自然杂志发表了康斯坦丁巴特金的一项研究报告，该报告指出：在地球形成初期，一颗偏离正轨的年轻恒星接近太阳，这颗恒星牵引正在形成之中的地球，最终使地球轨道与太阳轨道之间形成一个倾斜角。这个倾斜角就是黄赤交角，它影响太阳直射的范围，对地球的自然地理环境产生
7、了巨大的影响。问题1(区域认知)在下图中标出黄道平面、赤道平面和黄赤交角的数值，用标注具有太阳直射现象的范围。提示：问题2(地理实践力)在下图中画出太阳直射点回归运动的曲线图。提示：问题3(综合思维)若黄赤交角变为24.5，太阳直射的范围将会如何变化？提示：太阳直射点在24.5N24.5S之间移动，太阳直射的范围将变大。1黄赤交角的特点黄赤交角是地球的自转轨道平面和公转轨道平面的夹角，其本质是一个面面角，其在静止和绕日的运动中具有不同的特点，具体如下：(1)静态特征：一轴、两面、三角度特点含义一轴地轴(自转轴，与赤道面垂直)两面黄道面地球公转的轨道面赤道面地球自转的平面，与地轴垂直三角度黄赤交
8、角黄道面与赤道面的夹角约为23.5地轴与黄道面夹角与黄赤交角互余，约为66.5地轴与赤道面夹角90(2)动态特征：两个变、三个基本不变特点含义体现区域两个变黄道面与赤道面的交线地球的公转过程中地轴与太阳光线的相对位置三个基本不变地轴的空间指向，地轴始终指向北极星附近黄赤交角的大小，基本保持23.5地球的运动方向2黄赤交角的影响(1)决定太阳直射点在南北回归线之间的回归运动，太阳直射点的移动规律如下图所示：(2)决定回归线和极圈的纬度黄赤交角的度数南、北回归线的纬度。极圈的纬度90黄赤交角的度数。3黄赤交角变化的影响当黄赤交角变化时，回归线和极圈的度数就发生相应变化，从而引起直射点移动范围和五带
9、范围的变化。其变化规律如下表所示：黄赤交角扩大缩小五带范围热带扩大缩小温带缩小扩大寒带扩大缩小地球公转轨道示意图的判读技巧地球公转轨道示意图的判读要注意看以下五个信息：(1)看太阳位置：太阳位于椭圆右焦点，最右侧为近日点，最左侧为远日点。(2)看地球极点：地球北极点在图中上端，或者俯视北极，地球公转方向为逆时针方向；地球南极点在图中下端，或者俯视南极，地球公转方向为顺时针方向。(3)看自转方向：地球自转与公转方向都是自西向东，若地球呈逆时针方向自转，公转方向也是逆时针方向，相反则皆为顺时针方向。(4)看地轴倾向：地轴北段“右倾右冬、左倾左冬”，即若地轴北段朝上且向右倾斜，则地球公转至右侧位置时
10、为北半球冬季，公转到左侧时为北半球夏季。(5)看直射点纬度：直射地球的太阳光线沿黄道平面穿过地心，将太阳中心与地球中心相连，与地面的交点即为太阳直射点，可以判断太阳直射点所在的纬线，从而区分冬季与夏季。1读地球公转的二分二至日图，回答(1)(2)题。(1)图中字母C所代表的节气名称是()A春分B秋分C冬至D夏至(2)下列有关我国国庆节前后太阳直射点和地球公转速度的叙述，正确的是()A地球公转到AB之间，且速度减慢B地球公转到BC之间，太阳直射点在北半球C地球公转到CD之间，且速度逐渐加快D地球公转到DA之间，太阳直射点在南半球(1)D(2)D第(1)题，根据太阳直射点的位置判断，A、B、C、D
11、依次为北半球冬至日、春分日、夏至日、秋分日。第(2)题，我国国庆节(10月1日)地球公转到秋分到冬至之间，太阳直射南半球，且速度在逐渐加快。正午太阳高度的变化所谓采光权，通常是指房屋的所有人或使用人享有从室外取得适度光源的权利，比日照范围更大。依据相关规定，我国大城市南北向住宅建筑日照应满足冬至日1小时的标准建设。问题1(综合思维)为什么我国日照时间最低标准以冬至日为标准，而不是夏至日？提示：我国位于北半球，冬至日正午太阳高度最小，楼房的影子最长。以冬至日为最低标准，则其他时候日照时间均大于1小时。问题2(人地协调观)参照以上标准，建筑同样高度的南北楼房，北京和长沙哪个楼间距应更大，理由是什么
12、？提示：北京。北京和长沙相比，北京纬度高，正午太阳高度小，因此楼房影子更长，为保证采光，北京楼房的楼间距应更大。问题3(区域认知)同样情况下，北京和长沙两市居民楼相比，冬至日正午时，哪个室内太阳光照面积更大？提示：由于北京纬度高，正午太阳高度小，因此室内的太阳光照面积更大。1正午太阳高度的变化规律(1)纬度变化(2)季节变化2正午太阳高度的计算 H90纬度差。式中H是指正午太阳高度，纬度差指所求地点的纬度与太阳直射点的纬度的差值。纬度差的求法：若两地同在北(南)半球，两地纬度差为大数减去小数；若两地分别属于南北不同半球，两地纬度差为两地的纬度之和。3正午太阳高度的应用(1)确定地方时：当某地太
13、阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。(2)确定房屋的朝向：在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。(3)判断日影长短及方向：太阳高度越大，影子越短，太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律是：日出最长正午最短日落最长，且日影方向与太阳方位相反。(4)计算楼间距以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如右图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于hcot H。(5)计算热水器安装角度太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的变化来调整角度，集热板与地面之间的
14、夹角应等于当天正午太阳高度的余角。如下图所示，H90时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。正午太阳高度(H)的计算方法公式：H90两点纬度差“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。如下图所示：当太阳直射B点(10N)时，A点(30N)正午太阳高度是：HA90(AB)90(3010)70当太阳直射B点(10N)时，C点(2326S)正午太阳高度是：HC90(BC)90(1023.5)56.5将公式“H90两点纬度差”移项后为“90H两点纬度差”，即：直射点与观
15、测点的正午太阳高度差，等于两点的纬度差。2读某地正午太阳高度年变化折线图，完成(1)(2)题。(1)根据该地正午太阳高度年变化规律，判断该地点可能位于()A北温带 B南温带C023.5N之间D023.5S之间(2)在图中C处所表示的这一天，该地()A黑夜最短 B正午旗杆的影子最短C气温最高 D受太阳活动影响强烈(1)D(2)B第(1)题，该地12月22日前后有两次正午太阳高度达到90，说明有两次太阳直射。根据正午太阳高度变化规律可以判定该地位于赤道至南回归线之间。第(2)题，C处表示太阳直射，正午旗杆的影子最短。地理实践力：正午太阳高度的变化与楼间距为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般来说，
16、纬度较低的地区，楼间距较小，纬度较高的地区，楼间距较大。计算楼间距的关键是求出当地冬至日的正午太阳高度。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离与楼高的关系应满足Lhcot H(h为楼高，H为冬至日当地正午太阳高度)。(如右图所示)某市(约21.5N)的小明家准备在某楼盘买房，每栋楼是东西延伸，每家南北均有阳台；三栋楼的楼高均是48米，楼层高3米，楼间距如下图所示。据此回答下题。小明家想买第二栋楼上的房子，但小明的爷爷不想买太高楼层，小明自己要求正午室内不要出现晒不到太阳的情况，小明家最好买二栋的()A2楼B7楼C5楼D16楼B由题目某市(约21.5N)可知，该地
17、正午太阳高度最小值出现在冬至日，约为45。根据南楼的楼高为48米，而一栋楼与二栋楼的楼间距为30米可知，冬至日二栋18米以下的楼层会被南楼遮挡，晒不到太阳。再根据楼层高3米，可得出6楼以上光照条件好。又知小明的爷爷不想买太高楼层，7楼既不太高，也可以晒到太阳，故小明家最好选择7楼。随着正午太阳高度的季节变化，物体影长也在发生变化。本题通过楼房的采光，主要考查了正午太阳高度的应用，体现了地理学科的地理实践力。课 堂 小 结课 堂 速 记1.地球公转是指地球围绕太阳的运动，运动方向自西向东，运动周期是1个恒星年(即365日6时9分10秒)，近日点运动速度较快，远日点运动速度较慢。2.地球公转轨道面
18、(黄道面)与赤道面之间存在夹角，称为黄赤交角。目前黄赤交角约为23.5。3.由于黄赤交角的存在，地球在运动过程中，太阳直射点在南北回归线之间以1个回归年(365日5时48分46秒)为周期往返运动，并引起正午太阳高度等的周年变化。4.就纬度分布而言，正午太阳高度在春秋二分日、夏至日、冬至日分别自赤道、北回归线、南回归线向南北两侧递减。就季节分布而言，在北回归线及其以北的纬度带，正午太阳高度夏至日达到最大值，冬至日达到最小值；南回归线及其以南的纬度带则反之。题组1地球公转读地球公转示意图，完成12题。1当地球运行至图中b点时，北半球的节气为()A春分 B夏至C秋分 D冬至2当地球公转至远日点时()
19、A地球公转的角速度最慢B地球自转的线速度最快C地球公转的线速度最快D地球自转的角速度最慢1B2.A第1题，在地球公转轨道上，近日点是1月初，远日点是7月初。b点向东接近远日点，节气应为夏至，故选B项。第2题，地球公转至远日点时，地球公转的角速度和线速度均最慢，A项正确；C项错误；地球自转速度与所处公转轨道的位置无关，B、D两项错误。题组2黄赤交角及其影响读图，完成34题。3图中代表黄赤交角的数据是()A BC D4当太阳直射点位于图中P点时，北半球的节气应是()A春分 B夏至C秋分 D冬至3A4.B第3题，地球公转轨道面为黄道面，过地心并与地轴垂直的平面为赤道面，由于地球在公转的过程中北端总是
20、指向北极星附近，导致黄道面和赤道面之间存在一个交角，即黄赤交角，即图中的，其度数目前是23.5。第4题，图中地球公转轨道面与赤道面的交角是黄赤交角，P点是地球公转轨道面位于赤道面最北的点，即北回归线上，当太阳直射点位于图中P点时，北半球的节气应是夏至。题组3正午太阳高度的变化(生活中的地理)上海市(约31N)业主李某发现所购商品房居室里日照时间极短且达不到满窗而向法院起诉退房，法院依据上海市城市规划管理技术规定中“受遮挡的居住建筑的居室，_日满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的有关规定，责令房产公司退还其各类费用。据此回答56题。5材料“_日满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的指标，你认为
21、以哪一日来确定较为合理()A春分B夏至C秋分D冬至6为了达到上述要求，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离。理论上，楼高相同的情况下，北京的楼房间距比上海应宽些，原因是 ()A北京比上海地形复杂B北京比上海正午太阳高度小C北京比上海年太阳辐射总量少D北京比上海天气干燥5D6.B第5题，上海市位于31N附近，处在北回归线以北，全年阳光不能直射；居住建筑的居室受阳光遮挡的时间与太阳高度有密切关系，太阳高度越小，受遮挡的时间越长；冬至时，北回归线以北的地方太阳高度最小。第6题，北京的地理纬度比上海的高，太阳高度终年比上海低，所以，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定距离，理论上，楼高相同的情况下
22、，北京楼房间距比上海应宽些。(教师用书独具)教材P11活动1北半球每年夏半年，地球在公转轨道的远日点一方，公转速度较慢；冬半年，地球在公转轨道的近日点一方，公转速度较快，因此北半球夏半年比冬半年多出7天。2夏天的炎热和冬天的寒冷主要原因是太阳光的直射和斜射造成的季节变化，而不是地球位于近日点和远日点造成的。地球在7月初会通过远日点，此时我们身处的北半球正好倾向太阳，阳光直射北半球，正好是夏季。当地球在1月初通过近日点的时候，又正好是北半球的冬季。因此我们就会觉得，地球在远日点的时候气温反倒更加炎热；地球在近日点的时候却很寒冷。教材P13活动1(1)如下图所示：(2)春分日至秋分日太阳直射北半球
23、，秋分日至次年春分日太阳直射南半球。春分日至夏至日和冬至日至次年春分日太阳直射点向北移动，夏至日至冬至日，太阳直射点向南移动。2秋分日至次年春分日的时段太阳直射点位于南半球，对于赤道与北回归线之间的地区来说，此段时期正午太阳一直位于正南，影子一直位于正北。而在春分日至秋分日期间，太阳直射点在赤道与北回归线之间移动，该地区被直射前后没有影长或影长很短，无法操作。教材P1415活动1正午太阳高度2利用第9页活动得出a、b值，然后利用数学公式进行计算：tan Hb/a，得出结论正午太阳高度Harctan(b/a)。3(1)正午太阳高度的通用公式：H90|(为当地地理纬度，为太阳直射点纬度)当太阳直射点与当地位于不同半球时，用“”；当两地位于同一半球时，用“”。求证过程如下：图1图2图1中H909090|，图2中H909090|。(2)地点纬度正午太阳高度夏至日春分日、秋分日冬至日北京约40N73.55026.5海口约20N86.57046.5(3)略。