地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)-高效課堂課件

第一章

地球的運(yùn)動(dòng)第一節(jié)地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)中圖版·選擇性必修一探索怎么證明地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)？1851年，“傅科擺”實(shí)驗(yàn)中，人們通過(guò)觀察“傅科擺”，看到擺動(dòng)方向沿順時(shí)針?lè)较蚓従忁D(zhuǎn)動(dòng)。這種擺動(dòng)方向的變化，說(shuō)明觀察者所在的地球在沿著逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，地球上的觀察者才看到相對(duì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，從而證明了地球存在自轉(zhuǎn)。巴黎萬(wàn)神殿“傅科擺”目錄地球的自轉(zhuǎn)12地球的公轉(zhuǎn)PART01.地球的自轉(zhuǎn)地球的自轉(zhuǎn)

地球圍繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)地球自轉(zhuǎn)

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形態(tài)觀察地球自轉(zhuǎn)思考：地球繞什么旋轉(zhuǎn)？地軸的北端指向哪里？地球（水平側(cè)視）的自轉(zhuǎn)方向是什么？地軸北極星附近自西向東地球自轉(zhuǎn)

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方向

1.歸納地球自轉(zhuǎn)的一般特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)形式旋轉(zhuǎn)中心方向周期自轉(zhuǎn)東西地軸自西向東右手回握法：右手拇指指向北極，四指回握方向即地球自轉(zhuǎn)方向。地軸北極星側(cè)視圖2.從北極上空和從南極上空看地球，地球自轉(zhuǎn)方向的表現(xiàn)有什么差異？順時(shí)針逆時(shí)針NS北逆南順北極俯視南極俯視NS逆時(shí)針順時(shí)針北極上空南極上空地球自轉(zhuǎn)

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方向

3.地球自轉(zhuǎn)為什么有兩個(gè)不同的周期？哪一個(gè)是地球自轉(zhuǎn)360°的周期？選定的參考點(diǎn)不同，太陽(yáng)日的參照點(diǎn)為日地中心連線，恒星日的參照點(diǎn)為同一恒星與地心連線。恒星日地球自轉(zhuǎn)________，時(shí)間是____________，

太陽(yáng)日地球自轉(zhuǎn)________，時(shí)間是_______。(3)地球自轉(zhuǎn)的真正周期為_(kāi)______。360°360°59′23時(shí)56分4秒24時(shí)恒星日恒星道地球公轉(zhuǎn)軌恒星日太陽(yáng)日太陽(yáng)βαNA4.為什么大部分地區(qū)選擇太陽(yáng)日為一天進(jìn)行時(shí)間的計(jì)算？

因?yàn)楣糯藗內(nèi)粘龆魅杖攵ⅲ?yáng)影響著晝夜更替，更適合人們?cè)谏钪杏?jì)算時(shí)間。地球自轉(zhuǎn)

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周期

思

考天文愛(ài)好者小明某日晚上20:00用天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了26光年外的織女星，若觀察設(shè)備不動(dòng)，小明第二天幾點(diǎn)能再次在天空同一位置觀測(cè)到織女星？答案：19點(diǎn)56分4秒地球自轉(zhuǎn)過(guò)程中，極點(diǎn)可以看作是不動(dòng)的，其他各地都在做圓周運(yùn)動(dòng)。如何描述圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度？地球自轉(zhuǎn)

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速度

角速度線速度地球自轉(zhuǎn)

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速度

角速度概

念：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度。（α）計(jì)算方法：ω

=

α

/

t分布規(guī)律：除兩極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度都等于15°/h，（極點(diǎn)角速度＝0）。ααl1l20°60°線速度概

念：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧度長(zhǎng)度。（l）計(jì)算方法：v

=

l

/

t分布規(guī)律：由赤道向兩極遞減，赤道最大，極點(diǎn)線速度＝0。地球自轉(zhuǎn)

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速度A緯度線速度分布規(guī)律：由赤道向兩極遞減，赤道最大，

極點(diǎn)線速度＝0。同緯度海拔

越高，線速度越快?！白厝招邪巳f(wàn)里，巡天遙看一千河?！狈謩e計(jì)算赤道和北緯60°地球自轉(zhuǎn)線速度，說(shuō)明它們有什么關(guān)系？Rrθ地心赤道N任一緯線的自轉(zhuǎn)線速度＝緯線圈周長(zhǎng)自轉(zhuǎn)周期緯線圈周長(zhǎng)＝2πr＝2πR·cosθ＝40000·cosθ

千米60°緯度的自轉(zhuǎn)線速度約為赤道的一半。60°緯線圈周長(zhǎng)＝40000·cos60°

千米

＝20000千米自轉(zhuǎn)周期相同課堂探究10°60°地球自轉(zhuǎn)

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速度為什么南北極點(diǎn)既無(wú)角速度也無(wú)線速度？旋轉(zhuǎn)半徑小，線速度小旋轉(zhuǎn)半徑大，線速度大因?yàn)榈剌S是不旋轉(zhuǎn)的，極點(diǎn)在地軸上，所以極點(diǎn)不自轉(zhuǎn)。讀圖分析：在A地觀察北極星的仰角（高度角）與該地緯度的關(guān)系。Aαθ12提示：北極星高度角：北極星平行光線與地平面的夾角。（）地平面的繪制：過(guò)A點(diǎn)作A點(diǎn)與地心連線的切線。結(jié)論：α

=1

=θ北極星仰角＝當(dāng)?shù)鼐暥葦?shù)注：南半球看不到北極星α課堂探究2α思考：為什么恒星在天空中看起來(lái)都圍繞北極星附近作圓周運(yùn)動(dòng)?這些恒星的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的？6小時(shí)中，這些恒星在天空中轉(zhuǎn)動(dòng)了多少角度呢？北極星相對(duì)地平線的高度與拍攝地點(diǎn)的緯度有什么關(guān)系?

在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)站，拍攝團(tuán)隊(duì)將相機(jī)對(duì)準(zhǔn)北極星附近的星空并固定好，通過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的曝光，得到的一張絢麗星軌照片。2011年11月興隆觀測(cè)站拍攝到的星軌照片課堂探究3北極星相對(duì)地平線的高度=拍攝地點(diǎn)的緯度，緯度越高，北極星的高度越大，北極點(diǎn)北極星的高度最大為90°。1.為什么恒星在天空中看起來(lái)都圍繞北極星附近作圓周運(yùn)動(dòng)?2.這些恒星的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的？3.6小時(shí)中，這些恒星在天空中轉(zhuǎn)動(dòng)了多少角度呢？4.北極星相對(duì)地平線的高度與拍攝地點(diǎn)的緯度有什么關(guān)系?地球自轉(zhuǎn)中心是地軸，而地軸一端始終指向北極星附近，所以拍攝的星軌途徑繞北極星作圓周運(yùn)動(dòng)。逆時(shí)針?lè)较?0度課堂探究3課堂探究4從地球運(yùn)動(dòng)角度思考，為何美國(guó)、法國(guó)在赤道附近建發(fā)射場(chǎng)？應(yīng)該向哪個(gè)方向發(fā)射呢？中國(guó)在哪里發(fā)射能夠獲得更大的初速度？美國(guó)圣馬科發(fā)射場(chǎng)和法國(guó)庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)的位置示意圣馬科發(fā)射場(chǎng)（美國(guó)）庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)（法國(guó)）赤道附近自轉(zhuǎn)線速度大，衛(wèi)星飛出地球時(shí)可以獲得更大的初速度，可以增加衛(wèi)星的載荷。應(yīng)該朝向東方發(fā)射理論上講應(yīng)該在中國(guó)的最南端，但最南端是曾母暗沙是島礁，沒(méi)有足夠的空間建設(shè)衛(wèi)星發(fā)射站，因此我們中國(guó)最南的發(fā)射站是在海南島的文昌。課堂探究4從地球自轉(zhuǎn)的速度，思考海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心與其他幾個(gè)衛(wèi)星發(fā)射中心相比有什么突出優(yōu)勢(shì)？文昌還有哪些優(yōu)勢(shì)？這里緯度低，自轉(zhuǎn)線速度比較大，衛(wèi)星初速度大，可以增加載荷。還有海運(yùn)優(yōu)勢(shì)方便運(yùn)輸大型器材；周邊都是大海，人口少，對(duì)人們的生產(chǎn)生活影響小。地球的自轉(zhuǎn)方向速度周期側(cè)視北極上空南極上空角速度線速度恒星日太陽(yáng)日小結(jié)俯視PART02.地球的公轉(zhuǎn)地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)地球的公轉(zhuǎn)

觀察地球公轉(zhuǎn)近似正圓的橢圓不是勻速旋轉(zhuǎn)方向相同思考：地球公轉(zhuǎn)的軌道是什么形狀？地球公轉(zhuǎn)是勻速的嗎？地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)有什么相同點(diǎn)？地球公轉(zhuǎn)

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軌道和速度地球公轉(zhuǎn)

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軌道和速度7月初日地距離：1.52×108

km角速度：57‘/d線速度：29.3km/s遠(yuǎn)日點(diǎn)近日點(diǎn)1月初日地距離：1.47×108km角速度：61‘/d線速度：30.3km/s太陽(yáng)在一個(gè)焦點(diǎn)上速度最慢速度最快距離遠(yuǎn)，引力相對(duì)較小，速度慢距離近，引力相對(duì)較大，速度快f1f2O地球公轉(zhuǎn)軌道是橢圓地球公轉(zhuǎn)的平均線速度約為每秒30米。地球公轉(zhuǎn)的平均角速度為每日1°。地球公轉(zhuǎn)

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軌道和速度AB思考：地球公轉(zhuǎn)過(guò)程中由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中公轉(zhuǎn)速度的變化趨勢(shì)是什么？為什么地球在近日點(diǎn)時(shí)北半球?yàn)槎?，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)北半球?yàn)橄奶欤肯茸兟?，?月初遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)速度最慢，然后變快。近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的日地距離差異對(duì)地球溫度的影響非常小，造成地球四季溫度變化的主要原因是太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)。地球公轉(zhuǎn)

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周期回歸年：太陽(yáng)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔，365天5小時(shí)48分46秒，太陽(yáng)為參照（實(shí)際生活應(yīng)用）恒星年：太陽(yáng)中心連續(xù)兩次通過(guò)地球與某一恒星連線的時(shí)間間隔，365天6小時(shí)9分10秒，恒星為參照（真正周期）一年西方公歷：古埃及人創(chuàng)立，后經(jīng)改造，協(xié)調(diào)平均歷年與回歸年的長(zhǎng)度。耶穌誕生為元年。平年365天，閏年366天，4年一閏，滿百年少閏一次，但到第400年再閏一次……使平均歷年與回歸年相適應(yīng)。中國(guó)農(nóng)歷：取月相的變化周期為月的長(zhǎng)度，加入干支歷“二十四節(jié)氣”成分，參考太陽(yáng)回歸年為年的長(zhǎng)度，通過(guò)設(shè)置閏月以使平均歷年與回歸年相適應(yīng)。運(yùn)動(dòng)形式自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)中心方向

周期角速度線速度地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的異同地軸太陽(yáng)恒星日：23時(shí)56分4秒太陽(yáng)日：24小時(shí)恒星年：365日6時(shí)9分10秒由赤道至兩極遞減；赤道最大，極點(diǎn)=0；60°緯線約為赤道的一半。自西向東,北逆南順近日點(diǎn)速度最快遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最慢除極點(diǎn)外（極點(diǎn)＝0）,任何地點(diǎn)都相等，約15°/h。比較歸納自西向東近日點(diǎn)速度最快遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最慢觀察視頻思考：什么是黃道面？什么是赤道面？黃赤交角的度數(shù)是我們生活中熟悉的哪條緯線的度數(shù)？地球公轉(zhuǎn)

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黃赤交角赤道面：地球自轉(zhuǎn)的軌道面，過(guò)地

心與地軸垂直，不是勻速黃道面：地球公轉(zhuǎn)的軌道面黃赤交角：黃道面與赤道面之間的交角，大小23°26′=回歸線度數(shù)地球公轉(zhuǎn)

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黃赤交角地球公轉(zhuǎn)

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黃赤交角一軸兩面三角度66?34’23?26’黃道平面赤道平面一軸：指地軸兩面：指黃道面和赤道面三角度：

（1）黃赤交角23

26

（2）地軸與黃道面的夾角為66

34

（3）地軸與赤道面的夾角為90

地球公轉(zhuǎn)

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太陽(yáng)直射點(diǎn)太陽(yáng)直射點(diǎn)：是地球表面接受太陽(yáng)垂直照射的點(diǎn)太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置：是地心與日心連線和地球球面的交點(diǎn)。地球公轉(zhuǎn)

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太陽(yáng)直射點(diǎn)二分二至日地球的位置示意圖（北半球）近日點(diǎn)遠(yuǎn)日點(diǎn)注意：冬至日和近日點(diǎn)并不是重合的，同樣夏至日和遠(yuǎn)日點(diǎn)也并不是重合的NNNN夏至春分秋分冬至地球的公轉(zhuǎn)（側(cè)俯視）課堂探究5結(jié)合教材繪圖步驟和視頻動(dòng)畫(huà)，畫(huà)一條曲線表示太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)軌跡。結(jié)合教材繪圖步驟和視頻動(dòng)畫(huà)，畫(huà)一條曲線表示太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)軌跡。春分(3.21)夏至(6.22)秋分(9.23)冬至(12.22)0。春分(3.21)●●●●●畫(huà)圖提升23。26'N23。26'S方法指導(dǎo)公轉(zhuǎn)軌道圖上二分二至日的判斷先確定出地球公轉(zhuǎn)方向，如圖1。(可根據(jù)地球自轉(zhuǎn)、南北極指向等來(lái)確定地球公轉(zhuǎn)方向)在圖中過(guò)球心作地軸的垂線，即赤道，如圖2。作條直線連接左右兩個(gè)球心，如圖3。如果直線指向北半球，為北半球夏至日，即圖3中的A；

如果直線指向南半球，為北半球冬至日，即圖3中的C。再根據(jù)二至日的位置和公轉(zhuǎn)方向，確定D春分日和B秋分日。小結(jié)地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)特征黃赤交角方向速度周期黃赤交角太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)3.10月1日這一天,太陽(yáng)直射點(diǎn)(

)A.在北半球,并向北移動(dòng) B.在北半球,并向南移動(dòng)C.在南半球,并向南移動(dòng) D.在南半球,并向北移動(dòng)1.關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的敘述,正確的是(

)A.就線速度而言,北京小于深圳;就角速度而言,北京大于深圳B.新加坡與上海的角速度相等C.南北極點(diǎn)線速度為零,但角速度最大D.緯度越低,線速度越小課堂檢測(cè)2.正當(dāng)?shù)厍蚬D(zhuǎn)到了遠(yuǎn)日點(diǎn)附近時(shí),悉尼的季節(jié)應(yīng)為(

)A.春季B.夏季

C.秋季

D.冬季4.下列日期中,地球公轉(zhuǎn)速度較快的是(

)A.1月1日 B.10月1日 C.5月1日 D.8月1日BDCA課堂檢測(cè)ABC①D②5.讀“地球公轉(zhuǎn)示意圖”，ABCD