宇宙中的地球(一)

/宇宙中的地球（一）編輯：曲紹偉一、知識結(jié)構(gòu)??

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二、重難點知識?［重點］地球是太陽系中一顆特殊的行星

所謂特殊是與其它天體相比較而言，就目前所知，唯獨地球上有生物，特別是有高級智慧生物,這與地球所處的宇宙環(huán)境以及地球本身的條件有關(guān)。

(1）地球所處的宇宙環(huán)境

從兩方面分析：一是地球與太陽的關(guān)系——太陽的光和熱是地球上一切生物賴以生存和人類活動的源泉,因為從地球形成以來所接受的太陽光熱條件一直比較穩(wěn)定。二是地球、其它大小行星同太陽三者的關(guān)系-—地球及其它大小行星繞日公轉(zhuǎn)不僅方向一致，而且公轉(zhuǎn)軌道面幾乎在同一平面上,各行其道，互不干擾碰撞，故運行較為安全.??(2）地球本身具有的條件?地球表面有適宜的溫度(平均溫度15℃）、液態(tài)水、適合生物呼吸的大氣。?

［難點]宇宙?可以簡要地講:宇宙由各種形態(tài)的天體物質(zhì)所組成,是時間、空間和天地萬物的總稱。也可以較詳細地講——宇宙有兩個不同的概念：?（１）有限的宇宙，指總星系，是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)上能觀察到的宇宙部分,有的學(xué)者（如天文學(xué)家金祖孟)稱之為科學(xué)上的宇宙;有的學(xué)者（如上海天文臺臺長趙君亮)稱為“子宇宙”，總星系在時間上有始有終,空間上有邊有際.??(2）無限的宇宙,把哲學(xué)理念上的宇宙，有人稱之為“母宇宙”,空間上無邊無際、無形狀、無中心；時間上無始無終，沒有起源、年齡、壽命。

?［重點］太陽輻射對地球的影響?（１）太陽輻射的概念。?（2)太陽輻射能對地理環(huán)境形成和變化的重要作用（促進地球上的水、大氣、生物活動的動力)。

（3）太陽輻射能是人類生產(chǎn)和生活所用的主要能源(包括太陽能以及煤、石油).

?［重點］太陽活動對地球的影響

（1）太陽活動的概念.太陽除了不停地發(fā)出均勻的輻射外，太陽表面還常常發(fā)生一些周期性、短暫性的擾亂太陽的活動,簡稱太陽活動。

(2）太陽活動的標(biāo)志及其特征。黑子實際上并不黑，耀斑突然增亮,發(fā)出能量，活動周期均為1１年.?（3）不利影響，影響無線電短波通訊、磁針失靈以及降水量.?(4)分析產(chǎn)生這些影響的原因。

[難點］核聚變反應(yīng)

（１）太陽產(chǎn)能中心[太陽內(nèi)部核心區(qū)]。?(2）太陽能產(chǎn)生的條件［氫、高溫、高壓］。

（３)太陽能產(chǎn)生過程。

（4)結(jié)果(或能源產(chǎn)生機制）,損耗質(zhì)量，產(chǎn)生能量.（愛因斯坦曾在狹義相對論中指出質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，其關(guān)系如下列公式:Ｅ＝ｍc2,E表示能量，ｍ表示質(zhì)量,ｃ表示光速。)?

［重點］地球自轉(zhuǎn)的特點?方向：（略)??周期?(1）地球自轉(zhuǎn)周期的度量，需要有一個超然于地球自轉(zhuǎn)的參考點（即參照系或定標(biāo)點），這個參照點應(yīng)當(dāng)是固定不動的。?（２)教材所講的恒星日即以恒星作為參照點，這是因為恒星十分遙遠，在地球上看來，恒星之間的位置似乎是固定不變的（但實際上，所有恒星都在不停地運動和變化中,即“恒星不恒”）。

（３）恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期,地球自轉(zhuǎn)了３6０度,所需時間為2３時56分4秒。

速度?(1）切運動都有線速度，作為一種圓運動，地球自轉(zhuǎn)有它的角速度。教學(xué)緊扣三點:?(2）地球自轉(zhuǎn)角速度全球一致，它既不因緯度高低而不同,也不因高度而有不同。?（3）自轉(zhuǎn)線速度卻因緯度差異而不同,這是因為各地與地軸距離有所不同。緯度愈低,距地軸愈遠,線速度愈大,緯度愈高,距地軸愈近，線速度也愈小.所以,赤道是唯一的大圓，線速度最大；緯線圈周長自赤道向兩極逐漸減小,線速度也愈來愈小。?(4）南、北極點因為各是一個點，自轉(zhuǎn)半徑為０，超然于地球自轉(zhuǎn)，既無角速度，也無線速度.換言之，角速度、線速度均為0。??[重點］地球公轉(zhuǎn)的特點?指地球公轉(zhuǎn)的軌道、速度、方向和周期.

方向地球繞日公轉(zhuǎn)方向同地球自轉(zhuǎn)方向一致，由西向東。

軌道地球公轉(zhuǎn)軌道就是環(huán)繞太陽運動的路線。是近似正圓的橢圓軌道。太陽位于橢圓的一個焦點上?太陽略微偏離地球公轉(zhuǎn)軌道的中心.日地距離和公轉(zhuǎn)速度（角速度和線速度）速度·周期公轉(zhuǎn)速度，教材以表1。2＂地球在公轉(zhuǎn)軌道不同位置時速度的變化"來表述，只講了結(jié)論,省略了過程，一般很難理解,"為什么日地距離不同會影響公轉(zhuǎn)速度的變化？"但在這里又不能超教材而出現(xiàn)面積速度的概念或開普勒行星運動第二定律.所以,只好采取推論的辦法，即：線速度是單位時間轉(zhuǎn)過的孤長,如近日點，遠日點單位時間（相等的時間）內(nèi)的運動線速度所以，近日點地球運動速度快,遠日點慢。??［重點·難點]黃赤交角

黃赤交角是一個比較抽象的概念,看不見、摸不著，甚至感覺不到.因此，必須按照”抽象知識形象化”的原則，利用天球儀或地球儀作直觀分析，或者自制教具，將赤道平面和黃道平面鑲在一個球上作演示,從而調(diào)動自己的空間想象能力。??黃赤交角是一個重要的概念，因為它與“地球運動的地理意義（二）”中所產(chǎn)生的種種現(xiàn)象，如太陽直射點的回歸運動、正午太陽高度的變化、晝夜長短的變化、四季和五帶的劃分等都有很大影響,它們都起因于黃赤交角的存在。

[難點]晨昏線?我們說晝夜交替這段教材的教學(xué)難點是晨昏線,并不是指知識的深度，而晨昏線是這段教材中很多知識點之間的轉(zhuǎn)折點.例如：,,。所以,晨昏線的運轉(zhuǎn)（晨昏線本身是固定不動的，只是由于地球自西向東自轉(zhuǎn),因而晨昏線看起來由東向西轉(zhuǎn)動）是理解晝夜交替的關(guān)鍵性知識。難點的解決，可用地球儀演示，應(yīng)注意強調(diào)的是要仔細觀察箍在地球儀上的線圈（代表晨昏線圈)變化.

［重點]太陽日

晝夜交替的周期,或太陽高度的日變化周期為24小時,叫做１太陽日。(待續(xù)第一單元宇宙環(huán)境(2）[重點］地方時

?1、地方時以太陽“東升西落"為標(biāo)準(zhǔn),在同緯度地區(qū)，相鄰位置偏東的地點,比偏西的地點先看到日出，時刻就早。同學(xué)們應(yīng)注意三點：

（1)地方時的概念——因經(jīng)度而不同的鐘表時刻,稱為地方時。?（2）在同一瞬時,經(jīng)度不同的世界各地時刻都不同。?（3)根據(jù)兩地地方時之差，換算兩地經(jīng)度差。

?◆地方時及計算。

（1)經(jīng)緯網(wǎng)的理解:經(jīng)線、經(jīng)度及東西半球的劃分標(biāo)準(zhǔn)；緯線、緯度及南北半球、中低高緯度、五帶的劃分標(biāo)準(zhǔn)。緯度1°所對經(jīng)線長度為111千米，經(jīng)度1°所對緯線長度為１11·cｏsφ千米（φ為當(dāng)?shù)鼐暥?。

?（２）地方時的概念：因經(jīng)度而不同的時刻（同線同時）。時間計算本質(zhì)上是地方時計算.

?（3）地方時的性質(zhì)：

①嚴格按照某經(jīng)線與太陽光照的關(guān)系來確定本經(jīng)線的時刻，如正午12點,子夜0點；?②嚴格按照“東早西晚，東加西減，經(jīng)經(jīng)計較，分秒必算”進行時間換算;

③由于地方時總是對某一經(jīng)線而言的，沒有平面二維空間（區(qū)域），具有東西多變性，因此常會造成時間混亂,給交通和通訊帶來許多不便。

(4）地方時的計算:空間定位清楚與地理分析到位與數(shù)學(xué)計算準(zhǔn)確。

①空間定位：用圖示兩點的經(jīng)度定點，清楚準(zhǔn)確直觀反映空間關(guān)系；?②地理分析：已知、未知和東西關(guān)系,經(jīng)度差和時間差的相互轉(zhuǎn)換；

③數(shù)學(xué)計算：認真計算,仔細檢查。

④計算公式:所求地地方時=已知地地方時+－（經(jīng)度差）÷150（東+；西-）??例題1：讀下圖（圖中陰影部分為夜半球)，假設(shè)北京時間為7月1日20時，完成下列要求：(1)在圖上畫出位于東半球晝夜等長的一點Ａ.?(2)A地日期為＿__月_＿＿日。?(3）Ａ地方時應(yīng)在_＿_時_＿＿分至__＿時＿＿_分.

答案：（1）Ａ點正確位置應(yīng)在圖中加粗的范圍內(nèi)，如下圖:（２)71

（3）１040１２０??例題2:讀下圖，若陰影部分表示黑夜,據(jù)圖回答下列兩題。①。此時北京時間是()

A、6月21日8時2０分Ｂ、12月22日21時２0分

C、6月22日8時Ｄ、１2月2２日８時??②。下列敘述正確的是(）

A、此時，我國主要受極地大陸氣團控制

B、此時北半球某地正午太陽高度角為7３度32分，該處的地理緯度是北緯３8度５４分

Ｃ、以雨水補給為主的河流都將進入汛期?D、此時南北極圈相比,是晝夜長短相差最大的一天??答案及解析：?①。因０度經(jīng)線（40°E西側(cè)第一條經(jīng)線）平分夜半球即０度經(jīng)線是兩日的分界線，則其時間為６月22日０時，故北京時間為C.

②.D對。北極圈為極晝無夜,南極圈為極夜無晝。此時60°５８’N的正午太陽高度也等于７30３2’,B錯。

2、區(qū)時在地方時（使用不方便）的基礎(chǔ)上,人為制定了理論區(qū)時，實行分區(qū)(２4個時區(qū)）計時(相鄰兩時區(qū)相差1小時）的辦法。區(qū)時是以各時區(qū)的中央經(jīng)線的地方時為計時標(biāo)準(zhǔn)，這樣使用起來就有了一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

①特別的計時方法不少國家根據(jù)本國的具體情況,在理論區(qū)時的基礎(chǔ)上,采用了一些變通的辦法計時,如我國采用北京時間即是一例。

?②時區(qū)的劃分注意要點：

Ａ由于地球不停地自西向東自轉(zhuǎn),不同經(jīng)度的地方,便產(chǎn)生了不同的時刻。這種因經(jīng)度不同而造成的不同時刻,叫地方時。?B。經(jīng)度相差1°,地方時相差4分鐘.東邊地點的時刻總是早于西邊。?C．為了統(tǒng)一時間,國際上采用每隔經(jīng)度15°,劃分一個時區(qū)的方法，全球共分為24個時區(qū)。?D.每個時區(qū)都以本區(qū)中央經(jīng)線上的地方時，作為全區(qū)共同使用的時間，即區(qū)時。

Ｅ．北京時間就是北京所在東八區(qū)的中央經(jīng)線１２0°E上的地方時。

◆區(qū)時的計算

●方法?（１）公式法：

所求區(qū)時＝已知區(qū)時±時區(qū)差?正負號選取原則：東加西減。（所求區(qū)時的時區(qū)位于已知區(qū)時時區(qū)的東側(cè)，取“+”；若位于西側(cè),則取“-”）.

(２)數(shù)軸法：

畫一個簡單的示意圖是進行區(qū)時計算的好方法。計算時遵循東加西減、一區(qū)一時的計算法則，注意日期的變化。??●區(qū)時的性質(zhì)：?①嚴格按照各時區(qū)中央經(jīng)線(地方時)與太陽光照的關(guān)系來確定某時區(qū)的時刻，同一時區(qū)不會因經(jīng)度的變化而改變區(qū)時。

②嚴格按照“東早西晚,東加西減，區(qū)區(qū)計較,整時換算”進行區(qū)時計算.

③由于區(qū)時是對時區(qū)（跨經(jīng)度15°)而言的,有平面二維空間（區(qū)域）,具有相對統(tǒng)一性、一致性和穩(wěn)定性（同區(qū)同時），使用方便,克服了時間在鐘點上的混亂.實際上，每個國家或地區(qū)，為了采用統(tǒng)一的時間，一般都不嚴格沿經(jīng)線劃分時區(qū),而是按自己的行政邊界和自然邊界來確定時區(qū)。

●區(qū)時的計算方法:

①用已知經(jīng)度推算時區(qū)：?時區(qū)號數(shù):已知經(jīng)度÷15°

②已知兩地所在地區(qū)，計算兩地時差：(異區(qū)相加，同區(qū)相減)

若兩地同在東時區(qū)或西時區(qū)，則兩地時區(qū)數(shù)值相減后取絕對值,即為所求時差值。

若兩地分別位于東、西時區(qū)，則兩地時區(qū)數(shù)值相加，即為所求時差值。?

③已知某地區(qū)時,求另一地區(qū)時：所求區(qū)時=已知區(qū)時±時差?正負號選取原則：東加西減.（所求區(qū)時的時區(qū)位于已知區(qū)時時區(qū)的東側(cè)，取“＋”；若位于西側(cè)，則取“-"）

注意事項:計算時采用全天24小時制,區(qū)時計算結(jié)果若大于24小時，則為第二天，該數(shù)值減去24小時，即為所求時刻，日期加一天；若區(qū)時小于0,則為前一天,需用24小時減所得數(shù)的絕對值，即為所求時刻,日期減一天.??例題３：已知本初子午線的地方時是正午12點，東經(jīng)１16°的地方時是___＿__;而另一地點的地方時為６點5６分,它所在的時區(qū)是＿_＿＿__區(qū)。

?答案：１９時44分西5?

●時區(qū)圖的判讀

第一，地球上劃分日期的經(jīng)線的確定??例題4：讀中心點為地球北極的示意圖（圖１）,若陰影部分表示黑夜,判斷

①．甲地時間為：A．8時B。９時C.15時D.16時(B）?若陰影部分為７月6日，非陰影部分為７月7日，判斷?②．甲地時間為:Ａ．１5時B.9時C.3時Ｄ．12時（C）

③．北京為:A。6日8時B．７日8時C。６日20時D.７日20時（B)

解題思路：（1)在地球上使日期發(fā)生變化的地方有兩處：一處為180°經(jīng)線；另一處為時間是今日0點或昨天２4點處。因此，如（圖1)AB與BC兩條經(jīng)線中,有一條必為180°經(jīng)線，而另一條則為7月6日的2４點或7月7日的０點所在的經(jīng)線，那么，哪條是１80°經(jīng)線呢？

?（2）１８0°經(jīng)線的確定

根據(jù)地球運動方向（題干中的隱含條件：圓心為北極點），180°經(jīng)線的東側(cè)比西側(cè)的日期要晚一天.而圖中經(jīng)線ＢC東側(cè)為7月6日，西側(cè)為7月７日,則經(jīng)線BＣ為1８0°經(jīng)線。確定了180°經(jīng)線的位置,其它經(jīng)線的度數(shù)就迎刃而解了。??第二，變換圖形,化解難點

在平時的學(xué)習(xí)中,對于時區(qū)圖，我們習(xí)慣于側(cè)視平面圖。若將題目上的俯視圖轉(zhuǎn)換為側(cè)視的平面圖，問題就變得清晰了.根據(jù)題目條件，全球只有兩個日期且互相平分。因此題圖可轉(zhuǎn)換為（圖4）.這樣,甲地時間及北京(東八區(qū)）時間就一目了然了。例題4第③小題的計算方法:先根據(jù)題目條件轉(zhuǎn)繪為如上圖,則：X=7月７日3時+(8－3）＝7月7日８點??第三,對時區(qū)圖的再認識

在時區(qū)圖的學(xué)習(xí)中,一是不僅要重視時間的換算,同時要注意全球日期的分布。例如：當(dāng)全球只有一個日期時，太陽直射在哪條經(jīng)線上？北京時間是多少?例如當(dāng)全球1/３的地方為７月6日，2/３的地方為7月7日時，北京時間為多少?反之,當(dāng)全球1／3的地方為７月７日，2/3的地方為7月6日時，北京時間是多少??

二是要重視圖形的變換，化繁為簡。只要是計算時間的題目,不論是文字題還是圖表題，均要轉(zhuǎn)化為側(cè)視平面圖，使題目直觀明了。例如：已知5０°W為某月3日20點,求北京的區(qū)時是幾點？先將題目轉(zhuǎn)繪為如上圖,從圖上可知:?①兩地時區(qū)差為3+8=11,則兩地相差11小時②因北京位于50°Ｗ東面，故北京比5０°W早1１小時。根據(jù)時間計算的東加西減的原則，北京的區(qū)時為3日2０時＋１１時=4日7時。?

3、日界線?●日界線的劃分東、西十二區(qū)鐘點相同，日期相差一天。在解題過程中同樣強調(diào)繪制簡單的示意圖,幫助思維。?

●日界線避免通過陸地，以免影響一些國家或地區(qū)時間的完整性,實際上并不完全在180度經(jīng)線上，而是有幾處偏移成為折線。因此,越過１80度經(jīng)線日期的變化就有三種可能:

如箭頭A、B、C:日期不變?如箭頭D、Ｅ：日期加一天?如箭頭Ｆ、G：日期減一天??●日界線的性質(zhì):?①更日性：只要地方時所在經(jīng)線和時區(qū)中央經(jīng)線過這兩條日界線，都要更換日期。在鐘點上，人文日界線兩側(cè)是相同的；在時間上，自然日界線兩側(cè)是連續(xù)的。

②運動性：人文日界線相對于地球而言是靜止的，相對于太陽來說則是運動的(自轉(zhuǎn)東移）；自然日界線相對于地球而言是運動的(位置西移)，相對于大陽來說則是靜止的.說明運動是絕對的,靜止是相對的。?

③轉(zhuǎn)折性：為了照顧人文日界線附近國家或地區(qū)居民生活方便，人文日界線不完全按１80°經(jīng)線定位,而是在有些地方成折線在海洋上通過,從北極開始通過白令海峽，繞過阿留申群島西邊，薩摩亞、斐濟、湯加等群島之間,經(jīng)過新西蘭東邊，繼續(xù)沿１８0°經(jīng)線到南極為止。自然日界線隱形而規(guī)則，和地球上對應(yīng)經(jīng)線平行。?

④意義性：人文日界線是地球上新的一天的起點和終點；自然日界線是當(dāng)?shù)匦碌囊惶斓钠瘘c和終點。

?●日界線的用法：以任何時刻過人文日界線，東１２區(qū)比西12區(qū)早一天,更換日期,鐘點相同,因此，人文日界線兩側(cè)時間不連續(xù),但鐘點是一致的；而自然日界線只能以０時通過，兩側(cè)時間是連續(xù)的.

例題5:我國一艘科學(xué)考察船,從青島出發(fā)向東航行,過日界線于當(dāng)?shù)貢r間2０01年1月2日15時抵達加拿大溫哥華地區(qū)(西七區(qū)）,途經(jīng)１４天2小時，該船在青島的啟航的時間是（)

A．2000年１2月１９日2時B.200０年12月2０日4時

C。2000年１2月19日17時Ｄ。2000年１2月20日1３時

?答:A。青島（東8區(qū))比溫哥華（西7區(qū)）早８+7=１5小時，故啟航時間是:20０1年1月2日15時-１４日2時+１５小時=2０00年１２月20日4時。這類題型不要考慮越過日界線是否要加減一天,先求兩地相隔區(qū)時數(shù)（即時差），兩地分屬東西時區(qū)，時差即兩地時區(qū)數(shù)相加，如東8區(qū)與西5區(qū)相差8+5=１3小時,東12區(qū)與西１2區(qū)相差12＋１２=2４小時；東時區(qū)都比西時區(qū)時間早，如東12區(qū)比西1２區(qū)早24小時（一天），故由東1２區(qū)向東越過日界線進入西12區(qū)日期要減一天的實質(zhì)就在于此.然后再加或減時差即可.

例題6：一艘航行于太平洋的船，從12月30日12時（區(qū)時）起，經(jīng)過5分鐘，越過180度經(jīng)線,這時其所在地點的區(qū)時不可能是(）

A．1２月2９日12時5分B.１2月30日11時55分

B。12月3０日12時5分D。12月３1日12時5分?

答案：B.越過