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第一节 地球的自转和公转
▊学习目标
通过动画及地球仪演示，掌握地球自转和公转运动的方向、周期、速度、轨道及相关特点；
理解黄赤交角及其地理意义；
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；
结合实例，分析航天基地选择的区位条件。
▉课程标准
结合实例，说明地球运动的地理意义。
（1）为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动？
2011年11月，一个晴朗无月的夜晚在中国科学院国家天文台兴隆观测站拍摄，团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达六小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片。
（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？
地球的自转
地球的公转
地球的自转和公转
目录
01
地球的自转
02
地球的公转
03
黄赤交角及其影响
一、地球的自转
1.定义
地球围绕其自转轴的旋转运动。
地轴：地球的自转轴（假想轴），方向永远指向北极星附近。
观测点的纬度
北极星的地平高度
2.方向
自西向东
从侧面看，地球自转方向为自_____
向_____；
从北极上空看，地球自转为______时针方向；
从南极上空看，则为_____时针方向。
西
东
逆
顺
“ 北 逆 南 顺 ”
南半球
北半球
（1）为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动？
2011年11月，一个晴朗无月的夜晚在中国科学院国家天文台兴隆观测站拍摄，团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达六小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片。
地球围绕地轴不停自转。地轴的北端始终指向北极星附近。在北半球观察,恒星似乎围绕北极星附近作圆周运动。
A
若A点的纬度为30°N，求A点的北极星仰角度数。
α
β
α=β
γ
θ
β＋γ=90°
θ＋γ=90°
θ=β=α
θ是纬度，α是北极星的仰角，所以北半球某地北极星的仰角等于该地的纬度。最大位置在北极点，为90°，南半球看不到北极星。
3. 自转周期
1太阳日
24小时
1恒星日
23小时56分4秒
地球自转一周的时间是1日。
选定的参照物不同，1日的时间长度和名称略有差别。
以太阳为参照物，地球自转一周叫作一个太阳日；
以恒星为参照物则称为一个恒星日。
（1）以太阳为参照物：
太阳的中心连续通过同一子午线的时间间隔。
此时地球自转360°59′，所用时间：24小时，即为一个太阳日。
（2）以遥远的恒星为参照物：
同一子午线两次对向同一颗恒星的时间间隔。
此时地球自转360°，所用时间：23小时56分4秒，即为一个恒星日。
1太阳日
24小时
1恒星日
23小时56分4秒
地球自转方向
P
地心
地球公转轨道
太阳
同一颗恒星
恒星日
太阳日
恒星
地球
地球自转的真正周期
昼夜交替的周期
太阳的中心连续通过同一子午线的时间间隔。
同一子午线两次对向同一颗恒星的时间间隔。
（1）角速度（单位时间内转过的角度）
360°÷23h56′4″
≈
15°/h
≈
1°/4 min
南北两极点自转角速度为0
（2）线速度（单位时间内转过的弧长）
赤道上的线速度：V=4万km÷23h56′4″≈1670km/h
某条纬线上的线速度：Vα=4万km×cosα÷23h56′4″≈1670cosαkm/h
自转线速度由赤道向两极递减，两极点为0。
4. 自转速度
角速度
每小时15°
除南北极点外，其他地点都相同
线速度
由赤道向两极递减，赤道最大，极点为零
思考：
地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？
南北极点的角速度和线速度分别是多少？
分别计算赤道和北纬60°地球自转线速度，说明他们有什么关系？
思考：除了纬度以外，还有什么因素影响线速度的大小？
地球同步卫星的自转线速度与赤道的自转线速度相比，哪个大？
在纬度相同情况下，海拔越高的地方自转线速度越大。
地球自转速度的分布规律及影响因素
因素 影响 关系
纬度 纬度相同，线速度相同 负相关
纬度越低，线速度越大 海拔 海拔越高，线速度越大 正相关
线速度等值线的判读
自转线速度由北向南递增的为北半球，递减的为南半球。
自转线速度介于1670~1447km/h的位于低纬度地区，介于837~1447km/h的位于中纬度地区，介于0~837km/h的位于高纬度地区。
837km/h
1447km/h
A
B
凸高为山
凸低为谷
地球自转的应用：卫星发射问题
思考1：从海拔和纬度角度分析，我国航天发射场的分布特征。
思考2：发射航天器时，一般朝向什么方向？为什么？
分布在低纬度和高海拔地区
向东发射。可获得 较大初速度，节省燃料。
航天发射场的选址
海南文昌是我国继西昌、酒泉、太原之后建设的第四个航天发射中心。从地球运动角度分析文昌发射中心的优势条件。
纬度低，可充分借助地球自转动力，节省燃料，降低发射成本。
纬度条件：纬度越低，地球自转线速度越大，越有利于节省燃料。
气候条件：气候干旱，降水稀少;天气晴朗，能见度高。
地形条件：地形平坦开阔，地势相对较高(平坦开阔利于地面设备跟踪测控，地势高则地球自转的线速度较大)。
气象条件：要尽量选择晴朗天气多、大气污染轻、透明度高的地区
地质条件：地质岩层稳定
交通位置：交通便利，有利于大型设备的运输。
人口密度：航天基地最好布局在人口密度较小的地区，以保证安全。
”
二、地球的公转
1. 概念
地球绕太阳的运动；叫作地球的公转；
二、地球的公转
2. 轨道
公转轨道：接近正圆的椭圆形
3. 方向
与地球自转的方向相同，也是自西向东。北极上空看，呈逆时针。
周期：1年（恒星年和回归年）
1恒星年
365日6时9分10秒
1回归年
365日5时48分46秒
4.公转周期
春分
夏至
秋分
冬至
指从太阳直射点第一次直射在春分点到太阳直射点第二次直射春分点中间经过的时间。
概念
时间
365日5时48分46秒
性质
意义
太阳直射点回归运动的周期
日常生活
1回归年
365日5时48分46秒
周期：1年（恒星年和回归年）
角度
稍小于360°
是从太阳第一次经过地球和遥远恒星的连线到第二次再次经过地球和这颗遥远恒星的连线中间所经过的时间
概念
时间
365日6时9分10秒
性质
角度
地球公转的真正周期
360°
1恒星年
365日6时9分10秒
周期：1年（恒星年和回归年）
意义
天文观测
01
02
以恒星为参照物：
太阳和某一个恒星在同一位置上的起点，当观测到太阳再回到这个位置时的时间间隔。
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。
太阳连续两次通过春分点的时间间隔。
1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年。
以太阳为参照物：
5. 速度
地球公转的轨迹是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上；随着地球的公转，日地距离不断地发生细微的变化，地球公转的速度也随之发生变化
冬至
12月22日
夏至
6月22日
1月初-近日点
7月初-远日点
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
S2
S1
地球
地球
1月初-近日点
7月初-远日点
公转速度：最慢
公转速度：最快
春分 3月21日
秋分 9月23日
夏半年
冬半年
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(自秋分日至次年春分日)的日数是179天；造成这种日数差异的原因是什么
冬至
12月22日
夏至
6月22日
三、黄赤交角
三、黄赤交角及其影响
黄赤交角就是地球黄道平面（公转平面）与地球赤道平面（自转平面）之间的夹角
地球自转的同时也在围绕太阳公转；过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面，地球公转轨道平面称为黄道平面
1.黄赤交角
赤道平面与黄道平面之间存在一个交角，叫作黄赤交角，目前的黄赤交角是23° 26'
黄赤交角
23 26’
北极星
黄赤交角
地轴
地球
赤道平面
黄道平面
（1）一轴：地轴
（2）两面: 指赤道平面与黄道平面
（3）三角度：
黄道平面与赤道平面的交角为23°26′
地轴与黄道平面的夹角为66°34′
地轴与赤道平面的夹角为90°
黄赤交角＝回归线的度数 黄赤交角与极圈度数互余
相关概念：一轴、两面、三角度
太阳直射点：
地表接受太阳垂直照射的点；
地球表面太阳高度角为90°的点；
地心与太阳光的连线与地球表面的交点。
影响
思考1：如果地球“身体站直”公转，太阳直射点在地球表面的纬度位置会移动吗？
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
在赤道，不变化
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
思考2：实际上在地球公转过程中，太阳直射点在地球表面的纬度位置会移动吗？如何移动？
地球在公转过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看作是不变的
由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的位置不同，地表接受太阳垂直照射的点(简称太阳直射点)是有变化的
太阳直射的范围，最北到达北纬23° 26'，最南到达南纬23° 26'
2.太阳直射点的回归运动
北半球夏至日（6月22日前后），太阳直射23°26′N，之后太阳直射点逐渐南移。
到了秋分日（9月23日前后），太阳直射赤道，之后太阳直射点继续南移。
到了北半球冬至日（12月22日前后），太阳直射23°26′S，之后太阳直射点逐渐北返。
到了春分日（3月21日前后），太阳直射赤道，之后太阳直射点继续北移。到了夏至日，太阳再次直射23°26′N。
太阳直射点在23°26′S、23°26′N之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。
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
活动：绘制太阳直射点回归运动示意图—课本P6
●
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●
●
春分日（3.21）
夏至日（6.22）
冬至日（12.22）
秋分日（9.23）
春分日（3.21）
按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹:
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；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；结合课本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。
有阳光直射
无阳光直射，无极昼极夜
无阳光直射，无极昼极夜
无阳光直射，有极昼极夜
无阳光直射，有极昼极夜
五带的划分
a
黄赤交角变化的影响
若黄赤交角变大：
各温度带范围的变化：热带、寒带范围变大，温带范围缩小
极昼极夜范围的变化：变大
太阳直射点在地球表面的移动速度：变快
课堂小结1
自转 公转
定义 绕地轴旋转。 北极星仰角=当地的纬度 绕太阳运动
方向 自西向东（北逆南顺） 自西向东
周期 恒星日（时间、意义） 恒星年（时间、意义）
太阳日（时间、意义） 回归年（时间、意义）
速度 角速度 1近快、7远慢
线速度（计算方法、影响因素） 应用 航天发射问题
课堂小结2
黄赤交角 产生 黄道平面与赤道平面的夹角
影响 回归运动（示意图）
五带的划分
变化及其影响 下表为宜丰（28°N，115°E）某两日的日出日落相关数据。完成小题。
1.与图中所示信息最接近的节气是( )
A.春分 B.夏至
C.秋分 D.冬至
2.图示当天太阳直射点的位置和移动方向是( )
A.南半球，向北移 B.北半球，向北移
C.北半球，向南移 D.南半球，向南移
3.该时段内，宜丰的正午太阳高度最接近( )
A.50° B.60°
C.70° D.80°
B
B
D
下图是黄赤交角和太阳光照射地球示意图。读图回答下面两题。
4.关于黄赤交角的叙述，正确的有( )
①图中角β是黄赤交角
②图中角α是黄赤交角
③目前度数约为23.5°
④目前度数约为66.5°
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
5.假设黄赤交角变为23°，那么地球五带范围的变化是( )
A.热带变大，温带变大，寒带变小 B.热带变小，寒带变大，温带不变
C.热带变小，寒带变小，温带变大 D.热带变大，寒带变大，温带变小
C
C
课时作业
1.读右图,下列关于A、B、C、D四点自转线速度的比较,
正确的是 (　 　)
A.A=CB>D
C.A=DB>C
2.有关地球自转的叙述,正确的是(　 　)
A.地球一刻不停地绕太阳自转,地轴始终指向北极星附近
B.以不同恒星为参照物,地球自转一周的时间都是23时56分4秒
C.一个太阳日是24时
D.地球自转一周的时间是确定的,所以恒星日与太阳日应该相等
B
C
课时作业
右图为我国某中学地理研究性学习小组野外宿营时,同学们把照相机固定,对准北极星附近的星空,长时间曝光,得到的北极星附近星辰运动轨迹的照片。据此完成第3~4题。
3.图像最能反映 (　 　)　　　　　　　　　　　　　　　
A.地球自转 B.地球公转
C.流星运动 D.恒星运动
4.某一遥远的恒星A在该日23时位于图中的“☆”
位置,那么,第二天该恒星处于星空同样位置最接近的
时间是 (　 　)
A.23时 B.22时56分4秒 C.23时4分4秒 D.21时52分
A
B
课时作业
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5题。
5.6月初，太阳在黄道上的位置是（ ）
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
D
谢谢观看！

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