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3.1 认识地球
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本节导航·目标清单
目标导航 方法指导
· 了解人类对地球形状认识的过程，知道地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体 · 知道地球的大小，能用科学记数法表示地球的赤道周长 · 认识地球仪上的地轴、极点、赤道、经线、纬线、经纬网 · 掌握经纬度的划分与南北半球、东西半球的划分，能利用经纬网确定位置 · 了解地图的三要素，会根据比例尺、方向、图例阅读和使用地图 · 沿“现象→推测→证实”的线索理解人类认识地球形状的过程 · 用对比法区分经线与纬线、经度与纬度的特点与方向 · 牢记关键界线：赤道划分南北半球，20°W和160°E划分东西半球 · 比例尺越大表示范围越小、内容越详细，可用“大比例尺、小范围、内容详”口诀记忆
教材精研·内容全解
考点01 人类对地球形状的认识过程
1. 古代对地球形状的认识
地球是人类的家园。古时候，由于人们活动范围很小，认知能力非常有限，对地球形状产生了很多不同的认识。古人往往凭经验和直觉认为，地球是宇宙的中心，太阳绕着地球转动，而地球是静止不动的，地是平的，整个大地也是平的，即“天圆地方”。但许多现象促使人们逐渐对“大地是平面”的认识产生了怀疑：既然大地是平的，应该有“天涯海角”，为什么我们在地面上总是走不到边？为什么远去船只的船身比桅杆先消失？
2. 证实地球是球体的历程
人类认识地球是球体经历了漫长的过程。公元前6世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯首先提出了地球是球体的猜想。过了2个世纪，古希腊科学家亚里士多德通过多次对月食的观察，发现大地投射到月球上的影子总是弧形的，由此推测地球是个球体，这是人类通过观察天象得出地球形状的推论，是人类认识世界的一大飞跃。1519年，航海家麦哲伦率领船队，经过长达3年的海上航行，完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举，他们用自身实践证实了地球是球体，结束了人们关于地“方”与地“圆”的争论，在人类的科学史上具有划时代的意义。20世纪，人类发射人造地球卫星、载人航天器，从太空中拍到地球的照片，确证地球是一个球体。苏联宇航员加加林是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球体的人，他看到的地球是一个蔚蓝色的美丽星球。人类对地球形状的认识随着科学技术的发展而不断提高。
3. 证明地球是球体的现象和方法
在日常生活中，有许多现象可以证明地球是一个球体。（1）海边观察远去的船只：远去的船只总是船身先消失、桅杆后消失，远来的船只总是先看到桅杆、后看到船身，这是因为地球表面是弧形的。（2）站得高望得远：“欲穷千里目，更上一层楼”，站得越高能看到越远的范围，说明地球表面是曲面。（3）麦哲伦环球航行：一直向一个方向航行最终能回到出发点。（4）月食时地球投射到月球上的影子总是弧形的。（5）从太空拍摄的地球照片，是地球形状直观确凿的证据之一。这些现象和方法从不同侧面共同证明了地球是一个球体。
考点02 地球的真实形状与大小
1. 地球的真实形状
现代科学技术测量表明，地球并不是一个正球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。从太空看地球的轮廓很圆，是因为地球赤道半径和两极方向的半径相差极小，肉眼难以分辨，但这并不代表地球是正球体。地球的形状是客观存在的，不会随着人类认识的变化而改变，人类对地球形状的认识是一个不断完善的过程。
2. 地球的大小
地球的赤道半径约为6378 km，两极方向的半径约为6357 km，两者相差约21 km，相差极小。地球的赤道周长约为 km（即约4万公里）。地球的表面积约为 km 。赤道是最长的纬线圈，赤道周长约4万公里，即俗称的“八万里”，故位于赤道上的点可以“坐地日行八万里”。
3. 科学记数法与地球周长的测量
对于很大或很小的数，可以用科学记数法来表示，即用一个大于等于1、小于10的数乘以10的指数来表示数。例如，地球的赤道周长约为40000 km＝ km。早在公元前3世纪，古希腊学者埃拉托色尼就假定地球是一个球体，利用同一时间不同地方太阳光与地面夹角不同的原理进行测量。他发现夏至日正午塞尼城（今阿斯旺）的阳光可直射井底，而亚历山大一根直杆的影子对应的夹角等于圆的（即7.2°），再测出两城距离约800 km，由此算出地球周长约为 km，与现代测得的数值非常接近。
考点03 地球仪与经纬线
1. 地球仪的概念、地轴与极点
地球太大了，为了便于研究，人们根据地球是球体这一特征，按照一定的比例把它缩小，制成了地球的模型，即地球仪。在地球仪上，人们用不同颜色和符号直观明了地表示地球表面的不同事物。转动地球仪，它可以绕着一根轴旋转，这根轴表示地轴。地轴是假想的轴，与水平面成66.5°夹角。地轴与地球表面相交的两点叫极点：对着北极星方向的这一极叫北极，用符号“N”表示；另一极叫南极，用符号“S”表示。
2. 纬线与纬度
在地球仪上，与南、北两极距离相等的大圆叫赤道。赤道将地球分为南、北两个部分，分别叫南半球和北半球。所有与赤道平行的圈线叫纬线。纬线指示东西方向，都是圆圈（极点除外），长度从赤道向两极递减，赤道是最长的纬线。为了区分各条纬线，人们给纬线标注了度数，称为纬度。赤道的纬度是0°，南、北两极点的纬度是90°。从赤道到两极，纬度从0°增加到90°。赤道以北的称为北纬，用“N”表示；赤道以南的称为南纬，用“S”表示。
3. 经线与经度
地球仪上连接南、北两极的半圆弧线叫经线，也叫子午线。经线与纬线垂直，指示南北方向，都是半圆，长度都相等。在经线上标注的度数称为经度。国际本初子午线大会决定，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线为0°经线，即本初子午线。本初子午线向东从0°到180°称为东经，用“E”表示；本初子午线向西从0°到180°称为西经，用“W”表示。
4. 制作简易地球仪
制作简易地球仪的步骤如下：（1）确定两极和赤道：用乒乓球的黏合线作为赤道，在离黏合线等距顶端处各钻一个小孔，确定为南、北极点。（2）画经线和纬线：在乒乓球上等距离画出纬线，将赤道平均分成若干份，过每个分隔点画一条经线。（3）做地轴：把一根粗铁丝折一下，使铁丝倾斜并与水平面成66.5°，作为地轴，再用另一段铁丝做成圆环底座。（4）组合固定：将代表地轴的直铁丝穿过乒乓球的南、北极点并固定。（5）在地球仪上画出七大洲的轮廓。制作时地轴倾角、经线均匀平分、回归线标注等是评价地球仪模型质量的重要指标。
考点04 经纬网与半球划分
1. 经纬网与定位
经线与纬线垂直，相互交织，形成了经纬网。地球表面上任一地点的位置都可以用这一点的经纬度来表示，即经过这一点的经线与纬线的度数。例如，北京位于北纬39°56′、东经116°20′。无论是地面的建筑，还是航行在茫茫大海上的轮船，都可以用经纬度坐标来描述它们当前的位置。北斗卫星导航系统的定位功能主要利用的就是经纬网，只有经线、纬线或赤道单独使用都无法实现精确定位。
2. 南北半球的划分
赤道（0°纬线）是南半球和北半球的分界线。赤道以北为北半球，赤道以南为南半球。判断某地位于南半球还是北半球，关键是看其纬度：北纬（N）位于北半球，南纬（S）位于南半球。
【知识扩展】 3. 东西半球的划分
东西半球的分界线是20°W和160°E组成的经线圈。20°W以东、160°E以西为东半球；20°W以西、160°E以东为西半球。需要特别注意：0°经线（本初子午线）是东经和西经的分界线，而不是东西半球的分界线；180°经线也是东西经的分界线。判断某地位于东半球还是西半球，要看其经度是否落在20°W向东至160°E之间。
考点05 地图的语言
1. 地图的比例尺
比例尺是地图三要素之一。地图上的比例尺主要有线段式、文字式、数字式三种表示方式。例如，“0 600 km”为线段式比例尺，“1 cm代表实地距离50 km”为文字式比例尺，“1∶1000000”为数字式比例尺。比例尺为十万分之一的地图，即图上1 cm表示实地距离1 km。比例尺大小不同，适用性也不一样：一般大比例尺地图（大于或等于1∶100000）表示的范围小，描述的内容比较详细；小比例尺地图（小于或等于1∶1000000）表示的范围大，描述的内容比较粗略。相同图幅的地图，比例尺越大，表示的实地范围越小，内容越详细；比例尺越小，表示的实地范围越大，内容越简略。
2. 地图上的方向
地图上表示方向的原则通常是“上北下南，左西右东”，在此基础上还可以确定东北、西北、东南、西南方向。在有指向标的地图上，要根据指向标来判断方向，指向标箭头指示北方。在有经纬网的地图上，要根据经纬网来判定方向，即经线指向北极点的方向为北方，经线指向南极点的方向为南方，纬线指示东西方向。
3. 图例与注记
阅读地图还需要认识图例。图例是对地图上各种符号和注记的说明，图例中的各种符号分别表示地表的各种事物，如常年河湖、时令河湖、铁路、长城、城市等。注记是指地图上的标注和各种文字说明。通过阅读地图，我们能够利用地图来辨认方向、测算距离、识别地表特征等。
4. 电子地图与新型地图
随着科学技术的迅速发展，地图的表现形式、装载内容和编制方式也不断发展，地图的种类更为丰富，出现了许多新型地图，如有声地图、三维地图、盲文地图、电子地图等。电子地图是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图，其比例可放大、缩小，图像可旋转，图层可叠加，从而显示不同效果。依托卫星导航系统、遥感技术和地理信息系统的迅速发展，科学家现在能够更方便和准确地绘制电子地图，电子地图不仅让出行更加便利，还能服务于气象预报、农业生产、交通运输、城市规划、军事建设等各领域。
避坑指南·易错辨析
【温馨提示】 1. 地球不是一个正球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。从太空看地球轮廓很圆，是因为赤道半径与极半径相差极小，并非地球是正球体。 2. 东西半球的分界线是20°W和160°E组成的经线圈，而不是0°和180°经线。0°经线（本初子午线）是东西经的分界线，不是东西半球的分界线，二者容易混淆。 3. 纬线指示东西方向，都是圆圈（极点除外），长度从赤道向两极递减；经线指示南北方向，都是半圆，长度都相等。经线与纬线的方向、形状极易记混，要对比记忆。 4. 比例尺大小与范围、内容详略的关系：比例尺越大，表示的实地范围越小，内容越详细；比例尺越小，表示的范围越大，内容越简略。注意“大比例尺”对应“小范围”，不要记反。 5. 在有经纬网的地图上判定方向必须用经纬网，经线指示南北方向、纬线指示东西方向，不能简单地套用“上北下南，左西右东”。
实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 航天员出舱活动时看到地球的轮廓是很圆的，这是因为（ ）
A. 地球外面有大气层
B. 地球本身就是一个正球体
C. 过去的测量有错误
D. 地球赤道半径和两极方向的半径相差很小
答：__________
2. 经过人造地球卫星拍照及现代科技精确测量，地球真正的形状是（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①两极稍扁的不规则球体　②两极略鼓的不规则球体　③赤道稍扁的不规则球体　④赤道略鼓的不规则球体
A. ①②
B. ③④
C. ②③
D. ①④
答：__________
3. 有关纬线的叙述，正确的是（ ）
A. 所有的纬线都是半圆
B. 所有纬线长度都相等
C. 所有的纬线都指示南北方向
D. 所有的纬线都指示东西方向
答：__________
4. 某地（约29°N，约118°E）从地球上的位置来看，位于（ ）
A. 东半球、南半球
B. 东半球、北半球
C. 西半球、北半球
D. 西半球、南半球
答：__________
5. 一幅地图上1 cm代表实地距离1.5 km，该比例尺用数字式表示为（ ）
A. 1∶1.5
B. 1∶1500
C. 1∶15000
D. 1∶150000
答：__________
巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 人类对地球形状的认识经历了漫长而艰难的探索过程。请按时间顺序排列下列认识阶段（填序号），并谈谈你从中得到的启示。
①亚里士多德观察月食时发现地球的影子是弧形的，推断出地球是个球体
②麦哲伦船队完成环球航行，证实了地球是球体
③人们凭直觉认为天是圆的，地是方的
④从太空拍摄的照片可以看到，地球是一个球体
排列顺序：________________________________
启示：________________________________________________
________________________________________________
2. 观察地球仪，归纳地球仪上经线和纬线分别有什么特点。
答：________________________________________________
________________________________________________
3. 地图的比例尺有哪几种表示方式？比例尺大小与表示的实地范围、内容详略有什么关系？
答：________________________________________________
________________________________________________
参考答案
1. D 解析：地球赤道半径和两极方向的半径相差极小，所以从太空看地球轮廓很圆；地球外面有大气层与轮廓无关，地球本身不是正球体，与过去测量是否错误无关。
2. D 解析：地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体，即①④组合。
3. D 解析：纬线都是圆圈，长度不等（赤道最长，向两极递减），指示东西方向；经线才是半圆，长度相等，指示南北方向。
4. B 解析：该地纬度为29°N，位于赤道以北的北半球；经度为118°E，位于20°W向东至160°E之间的东半球。
5. D 解析：1 cm代表实地距离1.5 km，即1.5 km＝150000 cm，故数字式比例尺为1∶150000。
简答题参考要点：
1. 排列顺序：③①②④。启示：人类对地球形状的认识是不断完善的过程，与科技发展密切相关，而不是全凭突发奇想；地球的形状是客观存在的，不会随人类认识而改变。
2. 经线：连接南北两极的半圆，长度都相等，指示南北方向；纬线：与赤道平行的圆圈，长度从赤道向两极递减，指示东西方向。
3. 比例尺有线段式、文字式、数字式三种表示方式。比例尺越大，表示的实地范围越小，内容越详细；比例尺越小，表示的实地范围越大，内容越简略。

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