學案-地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

14/14地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)【學習目標】知識與技能：1．通過地球儀演示，說出地球自轉(zhuǎn)的方向、周期及速度的變化。（地理實踐力）2．通過觀察或運用地球儀演示地球的公轉(zhuǎn)特征，分析說明地球公轉(zhuǎn)的特點。（地理實踐力）過程與方法：3．分析說明太陽直射點回歸運動的成因和運動規(guī)律。（綜合思維）情感態(tài)度價值觀：4．嘗試從自然現(xiàn)象和日常生活中發(fā)現(xiàn)地理問題，養(yǎng)成探究地理問題的興趣和解決地理問題的能力。（綜合思維）【學習重難點】1．通過地球儀演示，說出地球自轉(zhuǎn)的方向、周期及速度的變化，并分析說明地球公轉(zhuǎn)的特點。2．分析說明太陽直射點回歸運動的成因和運動規(guī)律。（綜合思維）【學習過程】知識梳理一、地球的自轉(zhuǎn)1．概念：地球始終圍繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的運動。2．地軸：地球的自轉(zhuǎn)軸叫地軸，是一根假想的軸線。地軸的北端始終指向北極星附近。3．方向自西向東eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(北極俯視：逆時針方向,南極俯視：順時針方向))4．速度（1）角速度：除南北極點為0外，其余各地為每小時15°。（2）線速度：赤道上為最大，由赤道向兩極遞減，兩極點為0。5．周期（1）恒星日：23時56分4秒，地球自轉(zhuǎn)的真正周期。（2）太陽日：24時，晝夜更替周期。[圖表點撥]教材P5圖1－1－3，該圖展示出：（1）圖示為地球自轉(zhuǎn)1小時，不同緯度自轉(zhuǎn)的角度和弧長。（2）地球自轉(zhuǎn)的角速度除南北極點外都相等，為每小時15°。（3）地球自轉(zhuǎn)的線速度赤道處最大，自赤道向兩極遞減。[特別提醒]（1）北極星周圍的恒星呈逆時針方向繞北極星轉(zhuǎn)動，角速度為每小時15°。（2）北極星的仰極高度等于當?shù)氐牡乩砭暥取６?、地球的公轉(zhuǎn)1．定義：地球圍繞太陽的運動。2．方向：自西向東，如圖中箭頭所示。3．軌道：近似正圓的橢圓形軌道，橢圓有兩個焦點，太陽位于其中的一個焦點上。4．速度圖中位置時間速度公轉(zhuǎn)位置A點1月初較快近日點B點7月初較慢遠日點5．周期（1）恒星年：365天6時9分10秒，地球公轉(zhuǎn)的真正周期。（2）回歸年：365天5時48分46秒，太陽直射點回歸運動周期。6．黃赤交角（1）概念：黃道面與赤道面之間的夾角，即上圖中B。（2）大?。耗壳包S赤交角為23°26′。[圖表點撥]教材P7圖1－1－6，該圖展示出：（1）地軸與赤道面垂直，與黃道面夾角為66°34′。（2）黃道面與赤道面不重合，二者夾角為23°26′，即黃赤交角。7．太陽直射點的回歸運動（1）軌跡（以北半球為例）（2）周期：1回歸年。[圖表點撥]教材P8圖1－1－7，該圖展示出：（1）地球圍繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道為近似圓形的橢圓形軌道，公轉(zhuǎn)方向是自西向東（圖中呈逆時針方向）。（2）地球公轉(zhuǎn)過程中地軸的傾斜方向不變，其北端始終指向北極星附近。（3）從時間上看，冬至日時地球位于公轉(zhuǎn)軌道的近日點（1月初）附近，公轉(zhuǎn)速度較快；夏至日時地球位于公轉(zhuǎn)軌道的遠日點（7月初）附近，公轉(zhuǎn)速度較慢。（4）地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周，相應地太陽直射點在南北回歸線之間往返移動一次。[易誤點撥]冬至日（12月22日），地球不位于近日點（1月初）；夏至日（6月22日），地球也不自主診斷（1）我們?nèi)粘Ｉ钪械囊惶焓侵敢粋€太陽日。 （）（2）我國大部分地區(qū)天氣炎熱的時候是地球公轉(zhuǎn)距離太陽最近的時候。 （）（3）我國國慶假期期間，地球公轉(zhuǎn)的速度在變慢。 （）（4）黃赤交角是固定不變的。 （）（5）有關地球自轉(zhuǎn)速度的敘述，正確的是 （）A．南極洲的長城考察站、開普敦、北京三地點地球自轉(zhuǎn)的角速度相同B．廣州、上海、北京、哈爾濱四地的地球自轉(zhuǎn)線速度依次增大C．南、北緯30°處，地球自轉(zhuǎn)線速度為赤道上的一半D．南、北極點自轉(zhuǎn)線速度為0，角速度為15°/h[提示]（1）√我們根據(jù)太陽日安排日常的生活、生產(chǎn)活動，因而日常生活中的一天就是指一個太陽日。（2）×我國大部分地區(qū)天氣炎熱的時候是盛夏時節(jié)，此時地球公轉(zhuǎn)到遠日點附近，距離太陽的距離較遠。（3）×我國國慶假期期間，處于已過遠日點但未到近日點的時期，故地球公轉(zhuǎn)的速度在逐漸變快。（4）×黃赤交角并不是固定不變的，目前度數(shù)為23°26′。（5）A[地球自轉(zhuǎn)線速度由赤道向兩極遞減，南北極點線速度和角速度為0，其他緯度角速度均為15°/h。]合作探究探究點1地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的特征綠水青山枉自多，華佗無奈小蟲何！千村薜荔人遺矢，萬戶蕭疏鬼唱歌。坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。牛郎欲問瘟神事，一樣悲歡逐逝波?！珴蓶|《送瘟神》思考交流問題1（區(qū)域認知）詩中“坐地日行八萬里”指的何處？[提示]赤道。問題2（綜合思維）結(jié)合所學知識探討為什么世界各國建設航天發(fā)射基地時多建在本國的緯度較低地區(qū)？[提示]緯度低，地球自轉(zhuǎn)線速度大，在發(fā)射時可借助地球自轉(zhuǎn)的線速度，節(jié)約發(fā)射時所需的燃料，降低發(fā)射成本。問題3（綜合思維）人造地球衛(wèi)星向東還是向西發(fā)射？為什么？[提示]向東發(fā)射；與地球自轉(zhuǎn)方向保持相同，可獲得一定的初速度。[歸納提升]地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)特征的異同1．相同點（1）方向：自西向東（從北極上空俯視——逆時針方向；從南極上空俯視——順時針方向）。（2）地軸空間指向：空間指向不變，北端始終指向北極星附近。2．不同點運動形式自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)運動周期以遙遠處某一恒星為參照點1恒星日＝23時56分4秒（地球自轉(zhuǎn)的真正周期）1恒星年＝365日6時9分10秒（地球公轉(zhuǎn)的真正周期）以太陽為參照點1太陽日＝24小時（晝夜更替的周期）1回歸年＝365日5時48分46秒（太陽直射點回歸運動周期）速度角速度除南北極點外，各地均約為15°/時（或1°/4分）平均約1°/天近日點快（1月初），遠日點慢（7月初）線速度因緯度而異，自赤道（1670千米/時）向兩極點（0千米/時平均約30千米/秒3．關系：地球自轉(zhuǎn)的軌道平面（赤道平面）與公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道平面）目前存在23°26′的交角（黃赤交角）。方法技巧1．地球自轉(zhuǎn)方向的判斷方法（1）根據(jù)南北極來判斷從北極俯視地球為逆時針方向，從南極俯視地球為順時針方向。（如下圖）（2）根據(jù)經(jīng)緯度判斷地球自西向東自轉(zhuǎn)，東經(jīng)度增大的方向與自轉(zhuǎn)方向一致，而西經(jīng)度增大的方向則與自轉(zhuǎn)方向相反。（如下圖）2．地球表面自轉(zhuǎn)線速度的判斷地球表面的線速度與該地的地理緯度和海拔高低有關。（1）緯度eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(緯度越低，線速度越大,緯度越高，線速度越小))（2）海拔eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(海拔越高，線速度越大,海拔越低，線速度越小))3．近日點、遠日點的判定方法（1）從日期判斷每年1月初，地球位于近日點附近，每年7月初，地球位于遠日點附近。（2）從公轉(zhuǎn)速度判斷地球在近日點附近時，公轉(zhuǎn)速度（線速度、角速度）較快，反之則較慢。（3）從地球公轉(zhuǎn)軌道的長軸和短軸判斷近日點和遠日點位于長軸兩端。距離太陽最近的點為近日點，反之為遠日點。（4）從直射位置判斷連接太陽和地球的中心，觀察太陽直射的位置，若直射南回歸線附近則位于近日點附近，若直射北回歸線附近則位于遠日點附近。（5）從節(jié)日角度判斷：元旦時接近近日點。題組對練1．下圖分別為地球自轉(zhuǎn)線速度隨緯度變化圖（甲）和地球公轉(zhuǎn)速度變化圖（乙），據(jù)此完成（1）～（2）題。甲乙（1）關于地球運動速度的描述，正確的是（）①地球自轉(zhuǎn)的線速度自赤道向兩極遞減②地球自轉(zhuǎn)的角速度各處都相等③地球公轉(zhuǎn)的線速度是均勻分布的④地球公轉(zhuǎn)的線速度和角速度都是7月初最慢，1月初最快A．①②B．③④C．①④D．②③（2）甲圖M點的緯度，乙圖N點的月份分別是（）A．30°1月 B．60°7月C．60°1月 D．30°7月答案：（1）C（2）B解析：地球自轉(zhuǎn)線速度由赤道向兩極遞減，赤道上最大，大約為1670km/h；60°緯線上大約是赤道上的一半，M點為60°（緯度）。地球自轉(zhuǎn)的角速度除極點外各處都相等，極點上為0。地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度都是7月初最慢，1月初最快，由此可知N點處在7月初。探究點2黃赤交角及其影響英國古文明研究學家葛瑞姆·漢卡克在《上帝的指紋》中寫道：“黃赤交角會發(fā)生周期性的變化，這個周期是41000年，交角改變在22.1°到24.5°之間，準確性和可預測性不亞于瑞士鐘表?！彼伎冀涣鲉栴}1（區(qū)域認知）為什么會有黃赤交角？[提示]地球在自轉(zhuǎn)的同時，還在繞日公轉(zhuǎn)。問題2（綜合思維）若黃赤交角變?yōu)?4.5°，太陽直射的范圍將會如何變化？[提示]太陽直射點在24.5°N～24.5°S之間移動，太陽直射范圍變大。[歸納提升]1．黃赤交角的特點黃赤交角的特點可以概括為“一軸、兩面、三角度”和“三個基本不變”。其含義如下：含義一軸、兩面、三角度一軸地軸（自轉(zhuǎn)軸，與赤道面垂直）黃道平面地球公轉(zhuǎn)的軌道平面赤道平面地球自轉(zhuǎn)的平面，與地軸垂直黃赤交角黃道平面與赤道平面的夾角，目前為23°26′地軸與黃道平面夾角與黃赤交角互余，目前為66°34′地軸與赤道平面夾角90°三個基本不變地軸指向地球在公轉(zhuǎn)過程中，地軸的空間指向基本不變，地軸的北端始終指向北極星附近黃赤交角大小黃赤交角的大小基本不變，目前保持為23°26′運動方向地球運動的方向不變，總是自西向東運動2．太陽直射點的回歸運動規(guī)律由于黃赤交角的存在，引起了太陽直射點在南北回歸線之間的周期性往返運動，其運動周期為365日5時48分46秒，叫作1個回歸年。太陽直射點的位置和季節(jié)移動可用以下圖表來表示：太陽直射點的移動示意圖太陽直射點的移動過程太陽直射點的南北移動總結(jié)如下：日期太陽直射點位置及移動方向春分日3月直射赤道，直射點向北移動夏至日6月直射北回歸線，開始向南移動秋分日9月直射赤道，直射點向南移動冬至日12月直射南回歸線，開始向北移動3．太陽直射點回歸運動的速度我們通常將太陽直射點的回歸運動認為是勻速運動，在一個回歸運動周期里，太陽直射點南北往返移動的緯度距離為23°26′×4＝93°44′，據(jù)此可估算出其平均速度約為每月8個緯度，或者約每4天1個緯度。方法技巧1．在公轉(zhuǎn)軌道圖上判斷二分二至日的方法第一步：先確定出地球公轉(zhuǎn)方向，如圖1．（可根據(jù)地球自轉(zhuǎn)、南北極指向等來確定地球公轉(zhuǎn)方向。）第二步：在圖中過球心作地軸的垂線，即赤道，如圖2。第三步：作條直線連接左右兩個球心，如圖3。第四步：如果直線指向北半球（北回歸線），為北半球夏至日，即圖3中的A；如果直線指向南半球（南回歸線），為北半球冬至日，即圖3中的C。第五步：根據(jù)二至日的位置和公轉(zhuǎn)方向，確定D為春分日，B為秋分日。圖1圖2圖32．在太陽直射點回歸運動圖上判斷二分日的方法太陽直射點在赤道上，若由南半球進入北半球，此時為春分日；若由北半球進入南半球，此時為秋分日。題組對練2．讀地球運動圖，回答（1）～（3）題。（1）關于圖示信息說法正確的是（）A．此圖為公轉(zhuǎn)軌道圖，公轉(zhuǎn)軌道是正圓B．地球過A點時的運動線速度略大于B點C．地球運動至A點時大致是1月初D．地球從A點出發(fā)再返回到A點所需的時間恰好為1恒星年（2）當?shù)厍蚬D(zhuǎn)至圖中A地時，太陽直射點的位置最接近（）A．北回歸線 B．南回歸線C．赤道 D．極圈（3）當?shù)厍蚬D(zhuǎn)至B位置時，與右圖所示直射點位置基本相同的是（）A．a(chǎn) B．bC．c D．d答案：（1）D（2）A（3）D解析：第（1）題，地球公轉(zhuǎn)的軌道不是一個正圓，而是一個近似正圓的橢圓形軌道，太陽位于橢圓的一個焦點上；1月初，地球位于近日點附近（B），公轉(zhuǎn)速度較快；7月初，地球公轉(zhuǎn)至遠日點附近（A），速度較慢，從A點出發(fā)再返回到A點的時間是1恒星年。第（2）題，地球公轉(zhuǎn)至A點時，位于遠日點附近，因此太陽直射點最接近北回歸線。第（3）題，地球公轉(zhuǎn)至B位置時太陽直射點最接近南回歸線，因此與d位置基本相同。核心素養(yǎng)深探究素養(yǎng)材料：人地協(xié)調(diào)觀——航天發(fā)射場選址條件（1）緯度條件：緯度低，線速度大，航天器的初始速度大，節(jié)省燃料，降低發(fā)射成本。（2）氣象條件：晴天多、陰雨天少，風速小，濕度低，有利于發(fā)射和跟蹤。（3）地形、地勢條件：地形平坦開闊，有利于跟蹤觀測；地勢越高，地球自轉(zhuǎn)線速度越大。（4）交通條件：內(nèi)外交通便利，有利于大型航天裝備的運輸。（5）海陸位置：大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強，人煙稀少，安全性強；海上人類活動少，安全性強。（6）安全因素：出于國防安全考慮，有的建在山區(qū)、沙漠地區(qū)，有的建在地廣人稀處。素養(yǎng)培養(yǎng)：發(fā)射地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)密切相關。根據(jù)所學知識回答1～3題。1．下列發(fā)射場中最有利于衛(wèi)星發(fā)射的是（）A．拜科努爾（46°N） B．肯尼迪（28°N）C．酒泉（40°N） D．庫魯（5°N）2．地球同步衛(wèi)星發(fā)射時方向是向（）A．東方 B．西方C．南方 D．北方3．地球同步衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的速度與地面對應點的地球自轉(zhuǎn)速度比較，它們（）A．角速度和線速度都相同B．角速度和線速度都不同C．角速度相同，線速度不同D．角速度不同，線速度相同答案：1．D2．A3．C解析：第1題，地球同步衛(wèi)星需借助地球自轉(zhuǎn)線速度，發(fā)射地點地球自轉(zhuǎn)線速度越大，越有利于地球同步衛(wèi)星的發(fā)射。庫魯緯度最低，其自轉(zhuǎn)線速度最大，最有利于衛(wèi)星發(fā)射。第2題，地球的自轉(zhuǎn)方向為自西向東，為借助地球自轉(zhuǎn)線速度，衛(wèi)星發(fā)射一般向東發(fā)射。第3題，地球同步衛(wèi)星在地球某點上空飛行，在飛行過程中相對于地球表面某點靜止，角速度相同；圓周運動物體運行線速度與轉(zhuǎn)動半徑呈正比，地球同步衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的半徑大于地球半徑，線速度較地面對應點大。[素養(yǎng)立意]本題組通過發(fā)射地球同步衛(wèi)星的案例，主要考查了衛(wèi)星發(fā)射與地球速度、方向等特征在航天發(fā)射場選址上的應用，體現(xiàn)了地理學科的地理實踐力。為了充分利用地球自轉(zhuǎn)的線速度，衛(wèi)星發(fā)射場應盡量選擇低緯度，且向東發(fā)射。課堂小結(jié)當堂達標提素養(yǎng)題組1地球的自轉(zhuǎn)讀圖，回答1～3題。ABCD1．上面的四幅圖中能正確表示地球自轉(zhuǎn)方向的是（）A．A圖 B．B圖C．C圖 D．D圖2．①、②、③、④點中，線速度最大的是（）A．①點 B．②點C．③點 D．④點3．（生活中的地理）在②地某天文臺觀察一恒星，于2019年3月21日21時將天文望遠鏡對準該恒星，若望遠鏡不做任何變動，則A．21時 B．21時3分56秒C．20時3分56秒 D．20時56分4秒題組2地球的公轉(zhuǎn)讀地球公轉(zhuǎn)的二分二至日圖，回答4～5題。4．圖中字母C所代表的節(jié)氣名稱是（）A．春分 B．秋分C．冬至 D．夏至5．有關我國國慶節(jié)前后太陽直射點和地球公轉(zhuǎn)速度的敘述，正確的是（）A．地球公轉(zhuǎn)到AB之間，且速度減慢B．地球公轉(zhuǎn)到BC之間，太陽直射點在北半球C．地球公轉(zhuǎn)到CD之間，且速度逐漸加快D．地球公轉(zhuǎn)到DA之間，太陽直射點在南半球6．假設黃赤交角變?yōu)?0°，下列說法正確的是（）A．太陽直射的范圍縮小 B．回歸線度數(shù)變大C．極圈度數(shù)變小 D．太陽終年直射赤道教材活動點撥教材P4探索地球自轉(zhuǎn)：天空中日月星辰東升西落是地球自西向東自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。太陽東升帶來了白晝，西落帶來黑夜，白天太陽先是持續(xù)上升，然后持續(xù)下降，則黑夜太陽先是持續(xù)下降，然后持續(xù)上升，太陽的周日運動產(chǎn)生的晝夜更替現(xiàn)象也說明了地球的自轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)：溫帶一年春夏秋冬四季更替，說明地球圍繞太陽以一年為周期進行公轉(zhuǎn)運動。一年中正午太陽高度的變化，也說明地球圍繞太陽以一年為周期進行公轉(zhuǎn)運動。教材P5閱讀太陽同人類生活關系最密切，古代人“日出而作，日落而息”，晝夜交替的周期是太陽日，因此人們最關心的時間是太陽日。恒星日同人們?nèi)粘Ｉ?、自然晝夜變化的?guī)律關聯(lián)不大。教材P6思考地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的方向及地軸指向相同；地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的周期、速度等不同。教材P6思考（略）教材P7活動（略）教材P8讀圖日期太陽直射點的位置太陽直射點移動方向春分日3月赤道自南向北夏至日6月北回歸線開始向南秋分日9月赤道自北向南冬至日12月南回歸線開始向北教材P9思考石英鐘的發(fā)明，使人們能更準確地測量和記錄時間。通過石英鐘記時觀測日地的相對運動，發(fā)現(xiàn)在一年內(nèi)地球自轉(zhuǎn)存在著時快時慢的周期性變化：春季自轉(zhuǎn)變慢，秋季加快?？茖W家經(jīng)過長期觀測認為，引起這種周期性變化的原因是與地球上的大氣和冰的季節(jié)性變化有關。此外，地球內(nèi)部物質(zhì)的運動，如重元素下沉，向