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第一节 地球的自转和公转
第一章《地球的运动》
课程标准
1．结合实例,说明地球运动的地理意义。
学习目标
1．结啥相关示意图,说出地球自转的方向、周期、速度。
2．结合相关示意图,说出地球公转的方向、轨道、周期、速度。
3．说明黄赤交角的形成，理解黄赤交角及其影响。
4．结合太阳直射点的移动轨迹示意理解太阳直射点的回归运动
01
地球的自转
1.自转的概念
指向:
特点：
（1）地轴
地球围绕其自转轴(地轴)不停地旋转。
北端始终指向北极星附近
过地心、垂直于赤道平面、北端指向北极星附近、假想轴
问题：
1.为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动？
2.北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？
1.地轴的北端始终指向北极星附近。
在地球上的人们感觉不到地球的自转，在北半球观察，恒星似乎围绕极星附近的某点（地轴北端指向的星空位置）作圆周运动。
N
2.北极星相对地平线的高度（仰角）与拍摄地点的纬度有什么关系？
结论：
北极星仰角数=当地纬度数
北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越大，
最大位置在北极点，为90°N，南半球看不到北极星。
2.自转的方向
自西向东
如果从北极上空看地球，它是作顺时针方向旋转，还是作逆时针方向旋转？
如果从南极上空看，情况又是怎样呢？
思考
南极仰视顺时针
北极俯视逆时针
俯视图：北逆南顺
自西向东
N
S
如果从北极上空看地球，它是作顺时针方向旋转，还是作逆时针方向旋转？
如果从南极上空看，情况又是怎样呢？
思考
3.自转的周期
地球自西向东自转，自转一周的时间是1日
选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同
恒星
Fixed Star
恒星
Fixed Star
A
太阳 SUN
地球自西向东自转，自转一周的时间是1日
选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同
3.自转的周期
恒星
Fixed Star
地球的自转周期 The rotation period of the earth
-03
太阳 SUN
恒星
Fixed Star
如果以遥远的恒星为参照物，则1日的时间长度为23时56分4秒
称为恒星日，是地球自转的真正周期
23时56分4秒
A
A
恒星
Fixed Star
A
地球的自转周期 The rotation period of the earth
-03
太阳 SUN
如果以太阳为参照物
则1日的时间长度为24时，称为太阳日
24时
恒星
Fixed Star
A
A
周期（参考系不同）
名称 参照物 旋转角度 时间 应用价值
A_____ 恒星 360°
B_____ 太阳 360°59′
恒星日
23小时
56分4秒
太阳日
24小时
地球自转真正周期；
科学研究
昼夜交替的周期；用于平常所说的一天
3.自转的周期
4.自转的速度
角速度: 单位时间转过的角度。
线速度: 单位时间转过的弧长。
思考
1.地球自转角、线速度由赤道至两极有什么变化规律？
2.南北两极点的角速度和线速度分别是多少？
360°
23时56分4秒
15 °
小时
≈
=
1°
4分钟
地球自转角速度
≈
角速度：
线速度：
除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相等，约为15°/h。
由赤道向两级递减。（赤道上最大为1670km/h; 30°纬线上为1447km/h;
60°纬线上为837km/h.）
南北两极点角速度和线速度都为0°。
60°纬线上的线速度约为赤道的一半。
思考
除了纬度以外，还有什么因素影响线速度的大小？
A1
o
在纬度相同情况下，海拔越高的地方自转线速度越大。
因素 影响 关系
纬度 纬度相同，线速度相同 纬度越低，线速度越
海拔 海拔越高，线速度越
地球自转速度的分布规律及影响因素
结论
大
负相关
正相关
大
同步卫星运行的角速度与地面对应点相同，卫星运行的线速度大于地面对应点。
A2
线速度等值线的判读
根据等值线数值和排列规律，判断所在半球和纬度高低
自转线速度由北向南递增的为北半球，递减的为南半球(如下图为北半球)。自转线速度介于1 670～1 447 km/h的位于低纬度地区，介于837～1 447 km/h的位于中纬度地区，介于0～837 km/h的位于高纬度地区(如下图为中纬度)
根据等值线变动，确定地势的高低
等自转线速度线凸向数值小处(B)，说明线速度较大，地势较高，为山脊
等自转线速度线凸向数值大处(A)，说明该地线速度较小，地势较低，为谷地
下图为“地球自转的线速度分布示意图”，R、T在同一纬线上。据此完成1～2题。
1.该区域所在的位置是
A.南半球低纬度 B.北半球中纬度
C.南半球中纬度 D.北半球高纬度
答案
2.R点地形最有可能是
A.丘陵 B.盆地
C.山地 D.高原
答案
思考:发射航天器为什么在低纬度和高海拔地区地区比较合适 一般向哪个方向发射 为什么
提示:低纬度和高海拔地区自转线速度大,地球自西向东自转,在低纬度地区向东发射可获得较大的初速度,节省燃料。
航天发射基地应选择：低纬度、海拔高地区，并向东发射。
地球自转的方向和周期
解析
解析　图中能看到北极星，并且北极星的仰角很小，说明当地在北半球，且地理纬度较低。
答案
如图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。读图回答1～2题。
1.据图判断，摄影师拍摄的地点位于
A.低纬地区 B.中纬地区
C.北极附近 D.南极附近
地球自转的方向和周期
解析
解析　图中恒星的视运动实际上是地球自转运动的反映，天空中的恒星转过50°，说明地球自转了50°，地球自转的角速度是15°/h。
答案
2.图中a恒星视运动转过的角度约为50°，据此判断摄影师连续拍摄的时间为
A.1个多小时 B.3个多小时
C.5个多小时 D.7个多小时
02
地球的公转
1.概念
地球绕太阳的运动，叫作地球公转。
2.方向
自西向东，
北极上空看，呈逆时针
3.公转的周期
如果以太阳作为参照物，1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年。
如果以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒，称为恒星年，这是地球公转的真正周期。
地球公转一周的时间是1年。
4.公转轨道
地球公转的轨迹叫作公转轨道。它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。
远日点
时间：（7月初）
日地距离：1.521亿km
角速度：57’/d
线速度：29.3km/s
公转速度：最慢
时间：（1月初）
日地距离：1.471亿km
角速度：61/d
线速度：30.3km/s
公转速度：最快
近日点
A→B
角速度和线速度都加快
B→A
角速度和线速度都减慢
开普勒第二定律
开普勒行星运动第二定律，也称等面积定律，指的是太阳系中太阳和运动中的行星的连线，在相等的时间内扫过相等的面积。
知识补充
公转速度：V1＞V2＞V3
思考：春分点和秋分点把地球公转轨道等分为两部分。通常年份，北半球夏半年（自春分日至秋分日）的日数是186天，冬半年（自秋分日至春分日）的日数是179天。造成这种日数差异的原因是什么？
在北半球的冬半年，地球公转速度较快，公转所需要的时间较短；
在北半球的夏半年，地球公转速度较慢，公转所需要的时间较长。
03
黄赤交角
及其影响
66°34′
1.黄赤交角的相关概念
一轴、两面、三角度、三个基本不变
两面: 指赤道平面与黄道平面
一轴：地轴
三角度：
黄道平面与赤道平面的交角为地轴与黄道平面的夹角为
地轴与赤道平面的夹角为
23°26′
66°34′
66°34′
90°
23°26′
由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的不同位置，太阳直射点的位置是有变化的。
三个基本不变：
地轴的指向；黄赤交角大小；
运动方向
2.太阳直射点
太阳直射点是地球表面太阳光射入角度为90°的地点，它是地心与日心连线和地球球面的交点。
太阳光线
太阳光线
A.哪一幅为太阳直射光线？
B.指出太阳直射的纬度。
黄赤交角对太阳直射点的影响 Influence on direct sunlight
-02
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
E-REVOLUTION
Influence on direct sunlight
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
北半球夏至日(6月22日前后)，太阳直射北纬23° 26′，北极圈有极昼现象，南极圈极夜；之后太阳直射点逐渐南移。
夏至日
(6月22日前后)
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
秋分日(9月23日前后)，太阳直射点在赤道，全球昼夜平分；
太阳直射点逐渐南移。
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
北半球冬至日(12月22日前后)，太阳直射南纬23° 26‘，北极圈出现极夜现象，南极圈极昼。之后，太阳直射点逐渐北返。
冬至日
(12月22日前后)
秋分
9月23日前后
春分日(3月21日前后)，太阳直射点在赤道，全球昼夜平分。
之后，太阳直射点逐渐北移。
春分日
(3月21日前后)
太阳直射点回归运动
太阳直射点在南、北纬23° 26‘之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。
北纬23°26′称为北回归线，南纬23°26’称为南回归线；
太阳直射点回归运动的周期就是一个回归年。
先根据地轴倾斜方向，结合太阳直射点所在的半球判断夏至和冬至的位置, 然后根据地球公转方向, 判断春分和秋分点的位置。
(1) 若图:太阳位于椭圆轨道的中心
冬至日
（12月22日前后）
夏至日
（6月22日前后）
春分日
（3月21日前后）
秋分日
（9月23日前后）
近日点（1月初）
远日点（7月初）
探究点：区别近远日点与二分二至日
先判断近日点和远日点，然后根据地球公转的方向，判断春分和秋分点的位置。夏至和冬至的位置可根据远日点和近日点的时间并结合地球的公转方向判断。
(2) 若图: 太阳位于椭圆轨道的焦点;
u
u
冬至日
夏至日
绘制太阳直射点回归运动示意图
按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹:
1.在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线；
2.在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点；
3.结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。
北回归线
南回归线
赤道
夏至（6月22日）
秋分（9月23日）
冬至（12月22日）
次年春分
春分（3月21日）
23 26 N
0
23 26 S
春分(3月21）
夏至（6月22）
秋分（9月23）
冬至（12月22）
次年春分
太阳直射点在地表移动示意图
读图回答：
1.南北回归线之间的地区一年有几次太阳直射？
2.南北回归线上一年有几次太阳直射？.
3.北回归线以北，南回归线以南地区一年有几次太阳直射？
两次
一年一次
没有太阳直射
植树节
劳动节
教师节
国庆节
圣诞节
产生四季和五带
如果黄赤交角变大……
极昼极夜范围变大
热带、寒带变大，温带变小
直射点移动速度变快
练习
1.10月1日这一天,太阳直射点(　　)
A.在北半球,并向北移动 B.在北半球,并向南移动
C.在南半球,并向南移动 D.在南半球,并向北移动
2.下列节日中,地球公转速度较快的是(　　)
A.元旦 B.国庆节 C.劳动节 D.儿童节
C
A
先变慢再变快
3.读地球在公转轨道上位置示意图，回答下列问题：
（1）在图中公转轨道上，画出箭头表示地球的公转方向．
（2）当地球运行在公转轨道的D→A时，太阳直射点在向______（方向）移动
（3）当地球运行在公转轨道的D→B时，公转速度 ______
北
北京时间2010年10月1日18时59分57秒“嫦娥二号”在西昌卫星发射中心成功升空，从此，“嫦娥二号”开启了112个小时的奔月之旅，4天后到达距月球表面100千米高度的极轨轨道，开始了绕月探测飞行。回答1～3题。
1.“嫦娥二号”发射时地球公转的速度
A.由快变慢 B.由慢变快
C.接近最快 D.接近最慢
答案
2.“嫦娥二号”奔月期间，太阳直射点的纬度位置和移动方向是
A.在北半球并向北移动
B.在北半球并向南移动
C.在南半球并向北移动
D.在南半球并向南移动
答案
3.“嫦娥二号”发射时，地球处在公转轨道上的位置图示正确的是
答案
以新情境考查太阳直射点的回归运动
在地球公转过程中，若以地球为参照系，可看到太阳在黄道上运行。图1是“天赤道与黄道的示意图”，图2是“太阳在黄道上的视运行轨迹图”。读图，回答第2题。
2.6月初，太阳在黄道上的位置是
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析　若以地球为参照系，则太阳在黄道上的位置及其运动方向与以太阳为参照系地球在黄道上的位置及其运动方向相反，所以图1中太阳在黄道上的视运动方向应为自右向左。6月初，太阳在黄道上的位置应在春分日与夏至日之间，在夏至日(6月22日前后)之前且靠近6月22日处，故应为丁。
答案
解析

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