1、第一课时地球的自转和公转1新情境激趣引航一位著名的哲人说过：生活中不缺少美，缺少的是发现美的眼睛。同样，在神奇的自然界中，可能非常普通的现象却蕴含着深刻的道理，这就需要我们有一双发现真理的眼睛。如我们每天都看到日月星辰东升西落，习以为常，实际上这一简单的现象后面却隐含着地球运动的真实情况。你知道地球是如何运动的吗？2新知识预习探索学习目标1.了解地球自转和公转的一般特点。2.理解黄赤交角的形成。3.掌握太阳直射点的移动规律。新知预习一、地球自转1绕转中心：地轴，其空间位置基本稳定，北端始终指向北极星附近。2方向：自西向东。3速度角速度：除极点外各地均为 15 度/小时，极点为 0。线速度：由赤
2、道向两极递减，极点为 0。4周期自转一周需 23 时 56 分 4 秒，为一恒星日。一昼夜为 24 小时，为一太阳日。二、地球公转1绕转中心：太阳。2轨道：是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。3方向：与自转方向一致，也是自西向东。4速度平均角速度约为 59/天，平均线速度约为 30 千米/秒。变化：每年一月初，地球经过近日点，速度较快。每年七月初，地球经过远日点，速度较慢。5周期：一年，约为 365 日 6 时 9 分 10 秒。三、黄赤交角1产生地球自转赤道平面。地球公转黄道平面。2度数：约为 23.5，等于回归线的度数。3意义：产生太阳直射点的回归运动，其运动规律为范围：南北回归线之间。
3、周期：一回归年，即365日5时48分46秒。问题探索1.地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都一样。怎么解释？提示：地球是一个椭球体，旋转时，整体同步旋转，各个地点在同一时间内转过的角度相同，因此自转的角速度处处相同。极点因为在自转的轴心线上，没有转过任何角度，因而没有角速度。2为什么北半球夏半年的天数比冬半年长？提示：地球绕日公转轨道是近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球在公转的过程中，远日点附近公转的线速度和角速度小，而近日点附近公转的线速度和角速度大。夏半年和冬半年相比，公转轨道对应的圆心角相同，都为 180，但是夏半年公转角速度较慢，冬半年公转角速度较快，因此夏半年时
4、间要长于冬半年。3黄赤交角的大小与太阳直射点移动范围有什么关系？提示：黄赤交角的度数，也就是太阳直射点移动范围内的纬度数，即地球上南、北回归线的纬度数。例如，黄赤交角如果变为30，则太阳直射点就会在南、北纬 30之间移动，即南、北回归线分别为 30S 和 30N，如果黄赤交角为零，则太阳直射点就永远在赤道上。要点一地球自转的一般特点1自转轴(地轴)自转的绕转轴为地轴，是通过地心连接南北两极的假想轴，其北端延长线始终指向北极星附近，即地轴的空间位置和指向是始终不变的。2自转方向无论是俯视、仰视还是侧视，自转方向都是自西向东。从北极上空看，呈逆时针方向。从南极上空看，呈顺时针方向。3自转周期即自转
5、一周所用的时间，其长度因参考点不同而有差异：参照物长度意义恒星日恒星23 时 56 分 4 秒自转的真正周期太阳日太阳24 小时昼夜交替的周期4.自转速度包括角速度和线速度，如下表所示：角速度线速度概念 地球表面的某一点单位时间转过的角度地球表面的某一点单位时间转过的弧长大小除南北两极点外，地表任何地点都是每小时约 15，每 4 分钟 1赤道为 1 670 km/h；南北纬30处为 1 447 km/h；南北纬60处为 837 km/h，约是赤道的一半。不同纬度间，地球自转线速度呈余弦关系，如：V60NV0cos60图示 特 别 提 醒比较两地的角速度和线速度大小的基本方法一是两地是否在极点上
6、。极点上无角速度，线速度最小。二是两地不在极点上且不考虑海拔影响，则纬度低的线速度大，纬度高的线速度小，但角速度都相同。三是两地在同一纬度，但考虑海拔影响，则两地角速度相同，地势高的点线速度大。读图，回答下列问题。(1)图中四地的自转线速度()A甲乙丙丁 B乙丙甲丁C丙乙丁甲 D丁丙乙甲(2)图中四地的自转角速度()A甲乙丙丁B乙丙甲丁C丙乙丁甲D丁丙乙甲【解析】地球的自转线速度由赤道地区向两极地区递减，赤道地区的线速度最大；地球的自转角速度除两极为 0 外，其他任何地区都是 15/h。【答案】(1)A(2)D跟踪练习 1 昼夜更替，潮起潮落，地球自转运动产生了许许多多的自然现象。据此回答下列
7、问题。(1)下列现象中，可以成为地球自转证据的是()A日月升落B极昼极夜C月相变化D四季转换(2)以太阳为参照点，地球自转一周所需时间为()A23 小时 56 分 B24 小时 04 分C24 小时 56 分 D24 小时【解析】(1)日月星辰的东升西落是地球自转的证据，极昼极夜和四季转换是地球公转的结果，月相变化是日、地、月三者相对位置变化的结果。(2)太阳日，时间为 24 小时，地球共自转36059，是由于地球在自转的同时还绕日公转。【答案】(1)A(2)D要点二地球公转的一般特点地球公转的运动特点可以从方向、轨道、周期、速度等方面进行掌握。如下表所示：指标特点方向自西向东；从北极上空俯视
8、，呈逆时针方向；从南极上空俯视，呈顺时针方向形状近似正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上近日点 椭圆轨道上离太阳最近的点；每年的 1 月初，地球经过该点轨道远日点 椭圆轨道上离太阳最远的点；每年的 7 月初，地球经过该点恒星年真正周期(365 d 6 h 9 min 10 s)周期 回归年太阳直射点移动的周期(365 d 5 h 48 min 46 s)角速度平均 1/d速度线速度平均 30 km/s近日点快，远日点慢 读地球公转轨道图，完成下列问题。(1)在图中用箭头标出地球公转方向。(2)地球公转的平均角速度大约是_，平均线速度是_。(3)图中地球公转速度最慢的点是_。(4)地球公转一周历
9、时_，是一个_年。(5)当 地 球 处 于 近 日 点 之 后，太 阳 直 射 点 的 移 动 方 向 是_。【解析】本题以地球公转轨道示意图为切入点，考查地球公转的方向、周期、速度等知识，准确从图中提取信息是解题的关键。从北极上空看，地球公转方向是逆时针。地球公转的平均角速度大致是每日自西向东推进 1，平均线速度每秒钟约 30 千米。地球公转最慢的点是远日点，即图中 A 点。地球公转一周历时 365 日 6时 9 分 10 秒，是一个恒星年。当地球处于近日点之后，太阳直射点位于南半球，但由于已过冬至日，故其移动的方向是继续向北。【答案】(1)画图略(逆时针方向)。(2)1/天 30 千米/秒
10、(3)A 点(4)365 日 6 时 9 分 10 秒 恒星(5)继续向北跟踪练习 2 读地球公转的二分二至日图，回答下列问题。(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)有关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，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，速度逐渐加快D地球公转到 da 之间，太阳直射点在南半球【解析】根据太阳直射点的回归运动规律，可知图中 a、b、c、d 对应的节气分别是冬至、春分、夏至、秋分，当地球公转到bcd 之间时太阳直射点在北半球，到 dab 之间时太阳直射点
11、在南半球。【答案】(1)D(2)D要点三地球公转与太阳直射点的移动及其影响1黄赤交角的形成和大小黄赤交角指黄道平面与赤道平面之间存在一个交角，目前是2326。2黄赤交角的特点黄赤交角具有“一轴两面三不变”的特点：(1)“一轴”指地轴，与赤道面垂直，与黄道面呈 6634的交角。(2)“两面”指黄道平面和赤道平面，其夹角为黄赤交角，为2326。(3)“三不变”是指地球在运动过程中，地轴的空间指向基本不变，北端始终指向北极星附近；黄赤交角的大小基本不变，保持2326；地球运动的方向不变，总是自西向东。3黄赤交角引起太阳直射点的移动地球在公转过程中，黄赤交角的存在和地轴的空间指向不变，引起了太阳直射点
12、纬度位置的周年变化，即太阳直射点的南北回归运动。如下图所示：注意：(1)黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围。(2)黄赤交角的度数南北回归线的度数太阳直射点能达到的最北、最南纬度数。(3)极圈的度数90黄赤交角的度数。读黄赤交角示意图，回答下列问题。(1)图中序号表示黄赤交角的是()A BCD(2)当阳光从处直射地球时，北半球节气是()A春分B夏至C秋分 D冬至【解析】黄赤交角是黄道平面与赤道平面的夹角，即图中的。地轴是倾斜的，地轴北端始终指向北极星附近，阳光从处直射地球时，恰好直射南回归线，此时恰好为北半球的冬至。【答案】(1)A(2)D跟踪练习 3 阅读下列材料，回答下列问题。英国古文明研
13、究作家葛瑞姆汉卡克在上帝的指纹中写道：“黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是 41 000 年，交角改变在 22.1到 24.5之间，准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。”这个周期变化早在 1911 年巴黎国际天文历大会上就已经公布了。(1)若此角度变为 24.5，太阳直射的范围将会如何变化？(2)若此角度变为 0后或 90后，地球将怎样绕日公转，太阳直射点还有没有回归运动？【解析】黄赤交角是黄道平面(公转轨道平面)与赤道平面的交角，它决定了太阳直射点的移动范围，若其角度增大，太阳直射点的移动范围将扩大；若其减小，太阳直射点的移动范围将减小。若为 0时太阳将永远直射赤道，不会再有直射点的回归运动
14、。若为90时地球将躺着绕太阳公转。【答案】(1)太阳直射点在 24.5N24.5S 之间移动，太阳直射范围变大。(2)0时：地球正着绕日公转，太阳一直直射赤道，无回归运动。90时：地球躺着绕日公转，太阳直射极点，地球一半永远是极夜，另一半永远处于极昼。4教材活动点拨1.教材 P1617 活动思考提示：(1)大于 360(约为 36059)；等于 360。依图分析：用一个小的球体进行模拟，以太阳为参照物时，地球自转一周，实际上是大于 360(约为 36059)。如果以太阳以外的恒星为参照物，地球自转 360就完成一个自转周期。其演示方法和原理如图所示：当地球位于 E1 时，太阳、某恒星()、地心
15、、某地点(P)位于同一直线上。当地球位于 E2时，地球已自转 360，P 又位于同一恒星和地心的连线上。从 E1到 E2为一个恒星日。当地球位于 E3 时，P 又位于太阳与地心的连线上，地球自转36059。自 E1 到 E3 为一个太阳日。(2)填表如下地球自转的角度长度应用价值太阳日3605924 小时 0 分生产、生活计时恒星日36023 小时 56 分科学研究计时(3)其他的精确计算时间的方法还有平太阳日、真太阳日等。精确计时有利于研究地球的运动规律和制定严密科学的历法。2教材 P17 活动思考提示：(1)纬度0304560线速度(千米/时)1 6701 4471 181837角速度(度
16、/时)15151515(2)任意一点 A 的线速度 VAV(0)cos，V(0)即赤道上的线速度，为当地纬度。线速度从赤道向两极递减，赤道最大，两极为0。角速度：两极点为 0，其他任何地点均为 15/时。5新思维随堂自测1下面四幅图中能正确表示地球自转方向的是()【解析】A 图是以南极点为中心的地图，地球应顺时针方向运动；B 图是以北极点为中心的地图，地球应逆时针方向运动，所以 A、B 图皆错；而 C 图地球自转方向与经度的变化矛盾。【答案】D读下图，回答下题。2若以中心圆圈代表地球赤道，甲处为地球同步卫星，下列有关甲与地球自转运动特征的描述，正确的是()A速度相同B角速度相同C周期不同 D方
17、向不同【解析】地球同步卫星的公转运动角速度与地球自转角速度相同。【答案】B3下图是太阳直射点在地球表面移动示意图，当直射点()A位于处时，日期是 6 月 22 日前后B位于或处时，都是北半球的春分日C从处移到处，需要 1 个恒星年D从处移到处，我国各地白昼逐渐变长【解析】本题考查太阳直射点的移动规律及影响。太阳直射点是在南北回归线之间往返移动的，每年春分日(3 月 21 日)和秋分日(9 月 23 日)太阳直射赤道，夏至日(6 月 22 日)太阳直射北回归线，冬至日(12 月 22 日)太阳直射南回归线。图中为春分，从处移到处，为一个太阳直射点的回归运动周期，需要 1 个回归年；为夏至，为冬至
18、，从到太阳直射点南移，我国白昼逐渐变短。【答案】B下图是黄赤交角和太阳光照射地球示意图。读图回答 45 题。4关于黄赤交角的叙述，正确的是()图中角 是黄赤交角 图中角 是黄赤交角 黄赤交角目前度数为 2326 黄赤交角目前度数为 6634ABC D【解析】黄赤交角指的是黄道平面和赤道平面的夹角，目前的度数是 2326。【答案】B52013 年 9 月 10 日是我国第 29 个教师节，此后一周内关于太阳直射点移动的说法正确的是()A位于北半球并向北移动B位于南半球并向北移动C位于南半球并向南移动D位于北半球并向南移动【解析】自 9 月 10 日至 17 日，太阳直射点在北半球并向南移动。【答
19、案】D6下图为地球公转轨道图(从北极上空俯视)。据此完成下列问题。(1)在公转轨道图上用箭头标出地球公转方向。(2)在 A、B、C、D 四点中，近日点是_，每年_月初地球经过此点。(3)A、B、C、D 四点公转速度相比较，从大到小排列依次是_。(4)地球从 A 点公转运行至 C 点期间，太阳直射点几次经过赤道并向什么方向运动？【解析】根据太阳的位置，确定 C 为近日点，A 为远日点；根据 A、B、C、D 四点距日远近，确定四点公转速度的大小。【答案】(1)标注略(逆时针)(2)C 1(3)CDBA(4)一次，向南。6新视点名师讲座地球自转的线速度分布有何特点？赤道上的地点自转的线速度是 60N 上的几倍？如何证明呢？任意一条纬线上的线速度是多少呢？点拨：地球自转的线速度赤道最大，自赤道向两极逐渐减小。赤道上的自转线速度是 60N 上的 2 倍。证明如下：如图，R为地球半径，r 为 60N 地球自转的半径。赤道上的自转线速度V2R24 小时60N 上的自转线速度v2r24 小时 rRcos601/2RV2v 据此推出 VV 赤cos。
