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高中地理人教版选择性必修一
第一章 地球的运动
1.1地球的自转与公转
01
地球的自转
课标要求:
结合实例，说明地球运动的地理意义。
学习目标
通过动画和演示，概括归纳地球自转和公转的一般特点。
利用示意图分析黄赤交角的形成和太阳直射点的移动规律。
培养探究地球奥秘的热情，树立科学的宇宙观。
学习目标
新课导入
为什么恒星在天空中看起来都围绕某点作圆周运动
星轨的运动方向是怎样的？为什么？
【思考问题】
任务一 什么是地球的自转？
【自主学习】什么是地球的自传？
地轴：
地球自转：
地球绕其自转轴的旋转运动。
是地球的一种重要运动形式。
地球的自转轴，是假想轴；
北端始终指向北极星附近；
穿过地心，连接南北极两点；
与赤道面垂直；
北极星
地轴
赤道
N
S
任务一 什么是地球的自转？
【问题解决】
地球绕地轴旋转，地轴北端始终指向北极星（恒星）附近，在北半球观察，北极星看起来是静止不动的，其他恒星似乎围绕北极星附近的某点做圆周运动。
北半球北极星的仰角=当地的纬度（只限北半球）
北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高
为什么恒星在天空中看起来都围绕某点作圆周运动？
星轨的运动方向是怎样的？为什么？
任务二 地球的自转的方向是什么？
【合作探究】
观察示意图，判断地球自转方向。
地轴
N
S
自西向东
西
东
西
东
【合作探究】北极和南极上空俯视地球自转方向
北极上空俯视
逆时针
南极上空俯视
顺时针
注意：无论侧视图、俯视图，地球自转方向不会改变，始终是自西向东自转。
任务二 地球的自转的方向是什么？
【牛刀小试】在下面三幅图中的弧线或短线中标注→，表示地球的自转方向。
侧视图
北极点俯视图
南极点俯视图
东
东
东
地球自转方向都是自西向东，箭头都指向东方。
任务二 地球的自转的方向是什么？
【问题解决】
星轨的运动方向是怎样的？为什么？
其他恒星呈逆时针方向围绕北极星附近的某点做圆周运动。
因为地球自转方向为自西向东，北逆南顺。
所以从地球上观察，其他恒星视运动为逆时针。
任务三 地球自转一圈需要多长时间？
【思考问题】地球自转一圈需要多长时间？
任务三 地球自转一圈需要多长时间？
【合作探究】地球自转一圈需要多长时间？
【合作探究】
（1）哪一个周期是地球运动的真正周期？
（2）哪一个周期对我们生活更有意义？
恒星
道
地
球
公
转
轨
恒星日
太阳日
N
A
59′
59′
由于参照物的不同，
地球自转周期分为：
恒星日
23时56分4秒
太阳日
24时
任务三 地球自转一圈需要多长时间？
【合作探究】地球自转一圈需要多长时间？
恒星
道
地
球
公
转
轨
恒星日
太阳日
N
A
由于参照物的不同，
地球自转周期分为：
恒星日
23时56分4秒
太阳日
24时
恒星日：是地球自转的真正周期，
一般用于科学研究。
太阳日：是昼夜更替的周期，
一般用于日常生活。
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【自主学习】地球自转的速度用什么描述呢？
C
A
D
θ2
θ1
B
角速度:单位时间内转过的角度
线速度:单位时间内转过的距离（弧长)
=
线速度
转过的弧长
时间
=
角速度
转过的角度
时间
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】
C
A
D
θ2
θ1
B
(1)比较AB和CD段地球自转角速度和线速度大小。
(2)南北两极点的角速度和线速度分别是多少？
(3)地球自转角速度有什么规律？
(4)地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？
=
线速度
转过的弧长
时间
=
角速度
转过的角度
时间
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】
C
A
D
θ2
θ1
B
=
线速度
转过的弧长
时间
=
角速度
转过的角度
时间
θ1=θ2，地球自转转过的角度相等，且时间相等，所以AB和CD段地球自转角速度相等。
AB段纬线较长，地球自转转过的弧长大于CD段，且时间相等，所以AB段地球自转线速度大于CD段。
(1)比较AB和CD段地球自转角速度和线速度大小。
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】
(3)地球自转角速度有什么规律？
(2)南北两极点的角速度和线速度分别是多少？
南北极点的角速度和线速度为0。
除南北极点外，任何地点的自转角度都相等，约为15 /h。
=
角速度
转过的角度
时间
=
360°
24时
15 °
小时
=
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】
(4)地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？
纬线圈越长，线速度越大。
赤道最大，为1670km/h，极点为0；
由赤道至两极递减；
南北纬60°地区线速度约为赤道的一半。
=
线速度
转过的弧长
时间
=
纬线圈长
24时
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】相同纬度，海拔对地球自转速度的影响。
读图思考，位于山麓的甲地和山顶的乙地，两地地球自转的角速度和线速度有什么特点？
甲乙的角速度相等都为15 /h。
乙地的线速度大于甲地。
同一纬度，海拔越高，自转线速度越大。
任务四 地球不同地方的自转速度有何相同点和不同点？
【合作探究】读“中国卫星发射场分布图”。
纬度较低，地球自转线速度较大，发射火箭能够获得较大的初速度，节省燃料，并提升火箭运载能力。
滨海发射基地，可通过海运解决巨型火箭运输难题，并提升残骸坠落的安全性。
结合所学地球自转速度的相关知识，分析我国文昌航天发射场对比其他三个发射场的优势。
课堂小结
地球的自转
方向
周期
速度
自西向东，
北逆南顺。
恒星日：23时56分4秒。
太阳日：24小时。
角速度：除南北极点外，任何地点的自转角速度均相等，为15°/小时。
线速度：从赤道向两极递减。
同纬度，海拔越高，自转线速度越大。
学习活动一：演示地球的自转，归纳地球自转的基本特征
任务1：自转方向
根据教材对地球自转方向的描述，你转动地球仪的方向是正确的吗？分别从南、北极上空俯视，观察地球仪的自转方向，并分别绘制从赤道侧视、南极俯视和北极俯视的地球自转方向示意图。

（侧视）　　 　 （俯视）从北极俯视呈　　　时针，从南极俯视呈　　　时针。
自西向东
逆
顺
学习活动一：演示地球的自转，归纳地球自转的基本特征
任务2：
地轴：北端总是指向　 　　附近。
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？这些恒星的运动方向是怎样的？
2、观察北极星与当地纬度的关系。
证明过程：
因为地球的自转轴北端始终指向北极星附近，地球自转过程中，北极星相对于地球是不动的。由于我们在地球上感觉不到地球的自转，我们看到的是夜空中的恒星在不断地“运动”。因此伴随着地球自转，北极星周围的恒星看起来都围绕北极星“运动”。
北极星的仰角=　 　　
在北半球，北极星的仰角等于当地的纬度。
北极星
任务3 自转周期：地球自转一周所需的时间
观察恒星日与太阳日示意图（右图），完成下面表格。
观察提示：当地球位于E1时，某恒星(★)、太阳(S)、某地点(P)、地心（E1）位于同一直线。
A、当地球位于E2时，P位于同一恒星和地心的连线上。此时，地球自转了多少度？参照物是？用了多长时间？
B、当地球位于E3时，P位于太阳(S)与地心的连线上。此时，地球自转了多少度？参照物是？用了多长时间？
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
太阳日
23h56m4s
地球自转的真正周期
24h
人类实用周期
任务4 自转速度
角速度：单位时间转过的角度。
线速度：单位时间转过的弧线长。
同等时间内，点A、B、C，
1.旋转的角度：
2.经过的弧线长度：
4.同一纬度的山地与平原的自转速度有何异同？

3.归纳角速度和线速度的规律：
相同
CC′＞BB′＞CC′
角速度：除两极点外，任何地点的自转角速度都是15°／h
线速度：由赤道向两级递减，极点线速度为0
在纬度相同情况下，海拔也能影响地球地球的线速度，海拔越高的地方，自转线速度越快。
学习活动二：地球的自转速度与卫星发射
2022年7月24日，小明随父母到海南度假，他们一同去文昌航天发射场观看了壮观的航天发射场面。巨大的长征五号B火箭搭载着“问天实验舱”点火升空，奔向离地400km轨道的“天宫空间站”与“天和核心舱”对接。近些年文昌航天发射场越来越多的出现在新闻报道中，来成为继酒泉、太原、西昌之后中国第四个航天发射中心。航天器由火箭发射时，必须加速到第一宇宙速度以上。
2、比较天宫空间站与地面对应点的角速度和线速度的大小。
1、小明看到文昌发射场的运载火箭是向东发射的，为什么？
地球自西向东自转，赤道附近的自转线速度最大，文昌位于19°N，纬度较低，向东发射可利用地球自转带来的初速度，减少火箭所需燃料，提升有效载荷能力。
角速度：空间站＞地面
线速度：空间站＞地面
02
地球的公转
一、地球公转的概念
地球公转
地球绕太阳的运动，叫做地球的公转。是地球的一种重要运动形式。
轨道形状：近似于正圆的椭圆，
太阳位于其中一个焦点上
注意地轴的指向：
不变（北极星）
地球自转的同时也在绕太阳公转。
二、地球公转的方向
公转方向
侧视：“自西向东”
俯视：“北逆南顺”
北极上空看
与地球自转方向一致
南极上空看
三、地球公转的周期
名称 参照物 时间 应用价值
恒星年 遥远的 恒星 365日6时9分10秒 地球公转真周期；
（科学研究）；
回归年 太阳 365日5时48分46秒 太阳中心两次通过春分点所经历的时间
（农业生产/日常生活）；
恒星年动画演示
回归年动画演示
恒星年与回归年
开普勒第二定律与地球公转速度
S2
S1
地球
地球
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的面积相等。即S1=S2
-02
开普勒第二定律与地球公转速度
-02
近日点快、远日点慢
思考：
春分
秋分
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
地球公转夏半年时，经过远日点，速度慢，经历时间长，天数多
地球公转冬半年时，经过近日点，速度快，经历时间短，天数少
运动 特征 自转 公转 绕转中心 方向 北极上空： 北极上空：
南极上空： 南极上空：
周期 速 度 角速度 线速度 知识小结：地球自转和公转的一般规律
太阳
自
西
向
东
逆时针
顺时针
恒星年、回归年
地轴
自
西
向
东
逆时针
顺时针
恒星日（23h56′4″）、太阳日（24h）
极点为0，其余各地为15°/h
由赤道向两极递减，极点为0
近日点（1月初）：最快
远日点（7月初）：最慢
任务1 公转的中心、轨道、方向和周期
1、地球公转的轨道是什么形状？太阳是在轨道的中心吗？
地球绕太阳为中心进行公转，公转轨道是近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的其中一个焦点上。
2、地球的公转的方向是什么？
自西向东，与自转方向一致。
3、从北极上空俯视，呈 时针方向；从南极上空俯视，呈 时针方向。

逆
顺
4、周期：
（1）恒星年：参照物： ；时间：　　 。
（2）回归年：参照物： ；时间：　　 。
恒星
365天6时9分10秒
太阳
365天5时48分46秒
任务2 公转速度
下图是地球公转轨道示意图。春分点和秋分点把地球公转轨道分为两部分。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。
（1）地球公转轨道上，为什么会出现近日点和远日点？近日点和远日点的日期是？
地球在公转轨道上，距离太阳最近的点叫近日点，一月初，公转速度快；距离太阳最远的点叫远日点，七月初，公转速度慢。
（2）北半球夏半年是186天，冬半年是179天，为什么夏半年比冬半年长了一个星期？（造成这种日数差异的原因是什么？）
夏半年地球运行在远日点所在的一半轨道。远日点公转速度慢，故北半球夏半年更长。同理，北半球冬半年更短。
（3）岑溪二中2023～2024学年第一学期，从9月1日开学至2月15日结束，在此期间地球公转速度怎么变化？
先变快，后变慢
一、黄赤交角的概念
黄赤交角
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。
赤道平面：过地心并与地轴垂直的平面黄道平面：地球公转轨道平面
黄道平面
赤道平面
黄赤交角：目前是23°26′
23°26′
二、黄赤交角的特点
“一轴、两面、三角度”
一轴：地轴
两面: 指赤道平面与黄道平面
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。
三、黄赤交角的影响
太阳直射点
是地球表面太阳光射入角度(即太阳高度角 )为90度的地点
是地心与日心连线和地球球面的交点
地球
太阳光
地心
太阳直射点
太阳光是平行光，但地球是曲面 ，一个瞬间，太阳直射点只有一个。
思考：假设地球“直着身体”公转时，太阳直射点在哪个位置？
是否发生变化？
A
B
D
C
在赤道，
不变化
思考：当地球“斜着身体”公转时，太阳直射点在什么位置？
是否发生变化？
A
B
D
C
太阳直射点在23 26 N和23 26 S之间移动
黄赤交角度数决定
三、黄赤交角的影响
等高线地形图、数字地形图
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。
夏至：6月22日前后
太阳直射点： 。
之后向 移动。
秋分：9月23日前后
太阳直射点： 。
之后继续 移。
冬至：12月22日前后
太阳直射点： 。
之后向 移动。
春分：3月21日前后
太阳直射点： 。
之后继续 移。
北回归线
赤道
南
南
赤道
北
南回归线
北
黄赤交角与二分二至日地球的位置示意图
北回归线的度数就是黄赤交角的度数，即23°26′N
南回归线的度数也是黄赤交角的度数,即23°26′S
地理e线版权所有
技法点拨
一、在公转轨道图上判断二分二至日的方法 　　
第1步：确定地球公转方向。
第2步：画赤道。
第3步：连左右两个球心。
第4步：判断夏至日、冬至日。
第5步：判断春分日、秋分日。
练习
练习：读北半球“二分二至日”时地球公转位置示意图，回答问题。 　　
1.图中表示北半球秋分日地球在公转轨道上位置的是( )
A.A B.B C.C D.D
2.地球公转到__________位置时，离太阳最近( )
A.A与B之间，靠近B B.B与C之间，靠近B
C.C与D之间，靠近D D.D与A之间，靠近D
D
C
三、黄赤交角的影响
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。
P6 活动：绘制太阳直射点回归运动示意图
23°26 N
0°
23°26 S
春分
3月21日前后
夏至
6月22日前后
秋分
9月23日前后
冬至
12月22日前后
次年春分
三、黄赤交角的影响
春分日 3月21日
夏至日 6月22日
冬至日 12月22日
秋分日 9月23日
春分日
次年3月21日
一年直射2次
一年直射1次
没有太阳直射
日 期 直射的半球 直射点移动的方向
3月21日—6月22日
6月22日—9月23日
9月23日—12月22日
12月22日—3月21日
北半球
向北
北半球
向南
南半球
向南
南半球
向北
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。
南、北回归线之间：
南、北回归线：
南、北回归线之外：
技法点拨
二、公转轨道图与太阳直射点的回归运动 　　
1.将左图中的A、B、C、D标在右图适当的位置，并注出两至日。
2.在右图中画出地球自转和公转方向。
3.A →B期间太阳直射点在 半球，并且正在向 移动。
4.在图中用“· ”标出近日点、远日点的位置；
5.太阳直射点在地球表面哪个范围之间来回移动？
6.从夏至日到冬至日，太阳直射点向哪个方向移动？8月1日至12月26日呢？
7.南北回归线之间的地区一年有几次太阳直射？
8.南北回归线上一年有几次太阳直射？
9.北回归线以北，南回归线以南地区一年有几次太阳直射？
10.为何7月初地球处在远日点，但我们北半球的人们却感到热？
地球的运动
自转
公转
速度
周期
方向
轨道平面
概念
速度
周期
方向
轨道平面
概念
黄赤交角
太阳直射点的回归运动
课堂小结
学习活动四：黄赤交角和太阳直射点的回归运动
任务1：右图为黄赤交角示意图，在图中分别标出∠A和∠B的度数，黄赤交角反映了地球哪两种运动之间的关系？
∠A＝23°26′
∠B＝66°34′
∠A＋∠B＝90°
任务2：太阳直射的范围与黄赤交角有何关系？若黄赤交角变为24.5°，太阳直射范围将会如何变化？热带和寒带范围会发生什么变化？
黄赤交角反映了地球自转与公转之间的关系
南北回归线的纬度数等于黄赤交角的度数
太阳直射范围变大，热带和寒带范围也变大
任务3：按教材P6步骤绘制太阳直射点回归运动示意图。
任务4：如果地球是“直立”的自转和公转，还存在黄赤交角吗？太阳直射点又会是怎样运动的？
不存在。太阳直射点永远固定在赤道。

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