2019-2020学年高中地理 第一章 宇宙中的地球 1.3.1 地球的运动教案（含解析）湘教版必修

第1课时地球的自转和公转学习目标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。知识导引一、地球的自转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。地轴是穿过地心和南北极点的连线，是人们假想的一条轴，地轴的北端始终指向北极星附近。因此在地球上看来，北极星在天空中的位置几乎是不动的，而且北半球各地看北极星的仰角就是该地的地理纬度(南半球看不到北极星)。二、地球的公转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。公历的平年为365日，北回归年短约0.2422日，所余下的时间约为四年累计一天，于第四年加于2月，使当年的历年长度为366日，这一年就为闰年。闰年的计算方法：公元纪年的年数可以被四整除，即为闰年；被100整除而不能被400整除为平年；被100整除也可被400整除的为闰年。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。周期：一回归年，即365日5时48分46秒。我们通常将太阳直射点的回归运动认为是匀速运动，在一个回归运动周期里，太阳直射点南北往返移动的纬度距离为23°26′×4＝93°44′，据此可估算出其平均速度约为每月8个纬度，或者约每4天1个纬度。探究点一地球自转的一般特点[核心归纳]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。状元随笔地球自转只有一个方向(1)从北极上空看，地球自转方向为逆时针；从南极上空看，地球自转方向为顺时针。这并不意味着南北半球的自转方向不同，地球自转只有一个方向，只是观察的角度不同而出现不同的描述。(2)纬线指示东西方向，在画某点的自转方向时，一定要画在该点所在的纬线上，不能偏离该纬线，即该点一定在同一纬线上发生自转。3．自转周期即自转一周所用的时间，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1670km/h；南北纬30°处为1447km/h；南北纬60°处为837km/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：V60°N＝V0°×cos60°图示状元随笔比较两地的角速度和线速度大小的基本方法(1)两地是否在极点上。极点上既无角速度，也无线速度。(2)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。(3)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。[应用体验]1．读图，回答下列问题。(1)在图中用箭头标出地球自转的方向。(2)比较并且说明A、B、N三点的自转角速度和线速度。(3)本图中当A点自转一周后又回到出发点时，所用的时间是________，被称为一个________日。(4)坐在由A向C行驶的飞机上的乘客感觉到的太阳日________(长、短、等)于24小时。解析：本题主要考查地球自转的特点。第(1)题，从图中可以看出是北半球的俯视图，地球自转方向为逆时针方向。第(2)题，考查地球自转速度的特点。第(3)题，考查地球自转的真正周期，为一个恒星日。第(4)题，由A向C行驶的飞机运动方向与地球相同，因此感觉到的太阳日短于24小时。答案：(1)略(逆时针箭头)。(2)角速度：A、B两点的角速度相等，均约为15°/小时，N点为0。线速度：A点最大，B点次之，N点为0。(3)23小时56分4秒恒星(4)短2．读“地球表面自转线速度等值线分布图”，回答(1)～(2)题。(1)图示区域大部分位于()A．北半球中纬度B．北半球低纬度C．南半球中纬度D．南半球低纬度(2)图中a、b两点纬度大致相同，但地球自转的线速度明显不同，原因是()A．a点地势高，自转线速度大B．b点地势低，自转线速度大C．a点地势低，自转线速度大D．b点地势高，自转线速度大解析：(1)图中线速度由南向北减小，可判定图示地区处于北半球，赤道上自转线速度为1670千米/小时，60°N上则为837千米/小时，故根据图中的数值可推知其应处于中纬度。(2)影响线速度大小的因素不仅包括纬度，还包括海拔等因素，同一纬度地区，海拔越高，其自转线速度越大，图中a处的线速度比同纬度b地区大，故可知a点的海拔较高。答案：(1)A(2)A探究点二地球公转的一般特点[核心归纳]1．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，呈逆时针方向；从南极上空俯视，呈顺时针方向轨道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，地球经过该点周期恒星年真正周期(365日6时9分10秒)回归年太阳直射点移动的周期(365日5时48分46秒)速度角速度平均1°/d近日点快，远日点慢线速度平均30km/s状元随笔地球位于近日点时，北半球是冬季；地球位于远日点时，北半球是夏季。2．地球公转轨道图中二分二至日的判读在高中阶段对地球公转轨道图进行了一定的简化，基本上左右两个被固定为夏至日和冬至日这两天；上下两个被固定为春分日和秋分日这两天。因此判断的时候可根据此特点进行判读。(1)能看出近日点的图中近日点附近为冬至日，远日点附近为夏至日。(2)太阳画在居中的位置①根据太阳直射点的位置判断。a．先确定出地球公转方向，如甲图。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)b．在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如乙图。c．作条直线连接左右两个球心，如丙图。d．如果直线指向北半球(北回归线)，为夏至日，即丙图中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为冬至日，即丙图中的C。e．再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。②根据地轴倾斜方向判断。地轴的北端倾向太阳一侧时为①夏至，地轴的北端背向太阳一侧时为③冬至，再根据地球公转的方向判断出②春分、④秋分。状元随笔(1)根据开普勒第二定律可知，日地连线在相等的时间内扫过的面积相等。在近日点附近，要使面积相等，相同时间内转过的角度要大、弧长要长，即此时公转角速度、线速度大；远日点时，则较慢。地球公转方向、公转速度示意图(2)地球公转速度变化对南北极极昼天数的影响北极极昼为186天，南极极昼为179天，北极极昼天数比南极多7天，极夜天数正好相反。这是因为在北半球冬半年，地球公转的速度较快，整个冬半年公转需要的时间较少，此时正值北极地区极夜、南极地区极昼；而在北半球夏半年，地球公转的速度较慢，整个夏半年公转需要的时间较长，此时正值北极地区极昼、南极地区极夜。所以北极极昼天数多于南极，北极极夜天数少于南极。[应用体验]2014年世界杯足球赛于6月12日至7月13日在巴西举行。如图示意地球在公转轨道上的位置。读图完成1～3题。1．本届世界杯足球赛期间，地球在公转轨道上的位置接近图中的()A．①B．②C．③D．④2．2014年7月13日在里约热内卢市争夺本届世界杯足球赛冠军。下列关于地球公转的轨道位置和速度的描述，正确的是()A．离远日点较近，地球公转速度较快B．离近日点较近，地球公转速度较快C．离远日点较近，地球公转速度较慢D．离近日点较近，地球公转速度较慢3．下列时间段，地球公转速度越来越快的是()A．9月23日到次年1月初B．1月初到3月21日C．3月21日到7月初D．9月23日到次年3月21日解析：第1题，6月12日至7月13日，地球位于远日点附近，为图中②附近。第2题，7月13日，地球离远日点较近，地球公转速度较慢。第3题，地球在公转的过程中，在1月初时，其公转的速度最快，在7月初时最慢，所以从7月初到次年1月初，地球公转的速度越来越快。A项的时间段符合。答案：1.B2.C3.A4．如图中正确表示地球绕日公转示意图的是()A．①②B．②③C．③④D．②④解析：地球公转到远日点时为7月初，此时为北半球夏季，地轴的倾向为北半球倾向太阳，从图中可看出④与之相符；近日点为1月初，为北半球冬季，南半球倾向太阳，从图中看出与之相符的是②。答案：D探究点三黄赤交角及其影响[核心归纳]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23.5°。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66.5°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23.5°。(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23.5°；地球运动的方向不变，总是自西向东。状元随笔(1)黄赤交角的大小决定了太阳直射点移动的范围。(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。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，引起了太阳直射点纬度位置的周年变化，即太阳直射点的南北回归运动。如图所示：状元随笔黄赤交角的大小变化会影响五带范围的变化。黄赤交角变大，热带和寒带范围变大，温带范围变小；黄赤交角变小，热带和寒带范围变小，温带范围变大。[应用体验]1．读黄赤交角示意图，回答下列问题。(1)恒星①是________星；角②的度数是________；平面③的名称是________。(2)当太阳直射点在F点时，可能的日期是________(选择填空)；当太阳直射点在H点时，可能的日期是________(选择填空)。A．3月21日前后B．6月22日前后C．9月23日前后D．12月22日前后解析：第(1)题，地轴北端始终指向北极星，故恒星①是北极星；平面③为地球公转轨道面(黄道平面)，赤道平面与地轴垂直，故角②为黄道平面和地轴的夹角，为66.5°。第(2)题，当太阳直射F点时，即直射在北回归线上，日期为6月22日前后；当太阳直射H点时，即直射在南回归线上，日期为12月22日前后。答案：(1)北极66.5°黄道平面(2)BD2．读图，回答下列问题。(1)指出直射点移动路线上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称。B________，C________，D________。(2)写出∠a的度数和表示的含义以及存在的结果。(3)直射点在C处的运动方向为向________(填“南”或“北”)，D处的运动方向为向________(填“南”或“北”)。(4)当黄赤交角变大时a的度数会________(填“变大”或“变小”)。解析：第(1)题，直射点到达的地球最北纬线是北回归线，此时的节气是夏至；直射赤道且正向南移动时的节气为秋分，直射点到达的地球最南纬线是南回归线，为冬至。第(2)题，∠a表示黄赤交角，目前为23.5°，由于它的存在，使太阳直射点在南北回归线之间移动。第(3)题，秋分日为9月23日前后，此日之后，直射点向南回归线移动，到达南回归线后，再向北移动。第(4)题