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3.1 认识地球
本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升
01 本节导航·目标清单
目标导航
1. 认识地球的形状和大小，了解人类认识地球形状和大小的历程，知道一些证明地球是球体的现象和方法。
2. 能正确描述地球的形状和大小，发展科学观念。
3. 知道地球仪是地球的模型，了解地球仪上的两极、赤道、经纬线、经纬度、本初子午线、东西半球和南北半球的划分；了解经线、纬线表示的方向，经纬网及其作用。
4. 通过探究实践，学会制作小型地球仪，增强动手操作能力。
5. 知道地图是地理事物缩小在平面上的图形，了解地图的“语言”，了解常用的地图类型及作用，学会在地球仪或地图上利用经纬度确定某一地点的位置，发展科学思维。
6. 认识地理科技的发展在社会生活中的作用，树立学以致用的科学态度，增强社会责任感。
方法指导
知识推进链：先从生活经验出发，了解人类认识地球形状“天圆地方→推测球体→环球航行证实→太空确证”的漫长历程；再通过数据认识地球的大小；接着认识地球仪（两极、赤道、经纬线、经纬度、半球划分、经纬网）这一研究工具；最后学习阅读地图（比例尺、方向、图例三要素）以及现代电子地图与北斗卫星导航系统的应用。
核心思路：①证明地球是球体，可依据“远去船只船身先消失”“月食时地球影子是弧形”“欲穷千里目更上一层楼”等现象；②确定位置的关键是“经纬度”——纬线指示东西、经线指示南北，经纬网交点即唯一位置；③地图三要素（比例尺、方向、图例）是读图的基础。
02 教材精研·内容全解
考点01 地球的形状
1. 古代人类对地球形状的认识
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。
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？许多现象促使人们逐渐对“大地是平面”的认识产生了怀疑。
图3.1-1 观察远去的船只
2. 人类认识地球形状的过程
（1）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。
（2）过了2个世纪（公元前4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。
（3）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，在人类科学史上具有划时代的意义。
（4）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，照片上面有蓝色的海和白色的云。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。
（5）现代科学技术测量表明，地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。
图3.1-2 月食 图3.1-3 麦哲伦环球航行线路图 图3.1-4 人造地球卫星拍摄的地球照片
拓展培优：实验验证地球是球体
课本“拓展培优”栏目通过模拟实验（如沿水平桌面观察远处小球的运动、或用篮球模拟远去船只等）来体验并验证“地球是球体”这一结论，体会从现象到推论的科学探究方法。
拓展培优 实验验证地球是球体
思考与讨论（教材第94页）
1. 你还能列举验证地球是个球体的现象和方法吗？（例如：欲穷千里目，更上一层楼；站在大地上无论向哪个方向走永远走不到地平线；卫星照片；环球航行；登高望远等。）
2. 从人类认识地球形状的过程中，你得到什么启示？（人们对客观事物的认识总是由感性到理性、由低级向高级发展的；这一过程既有科学与迷信的较量，也有方法与科技的进步，更体现人类不畏艰辛追求真理的进取精神。）
考点02 地球的大小
1. 地球的大小
现代科学技术测量表明，地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为6378 km，两极方向的半径约为6357 km，相差极小。地球的赤道周长约为4×10 km。
图3.1-5 地球的大小
2. 测量地球的周长（科学阅读）
古希腊学者埃拉托色尼假定地球是一个球体，同一时间地球上不同地方太阳光与地面的夹角不同。他听说在埃及的塞尼城夏至日正午阳光可直射井底，表明阳光正好垂直照射地面；又测出夏至日正午亚历山大一根垂直杆的影长，算出太阳光与杆的夹角，再测出塞尼城到亚历山大的距离，从而算出地球的周长。
如图3.1-6所示，埃拉托色尼算出这个夹角等于圆的1/50，所以地球的周长应等于两城距离乘50。他算出的地球周长数值为25万希腊里，约合4×10 km，与现在测得的数值非常接近。
图3.1-6 埃拉托色尼利用光影测地球周长
3. 科学记数法
对于很大或很小的数，可以用科学记数法来呈现。科学记数法是用一个大于等于1、小于10的数乘以10的指数来表示数。
例如：长度单位换算 1 m＝1000 mm＝1×10 mm；1 mm＝1/1000 m＝1×10 m。地球的赤道周长约为 40000 km＝4×10 km；细胞的大小约为 0.000022 m＝2.2×10 m。
思考与讨论：假如初中学生平均臂展为1.5 m，让大家沿赤道手拉手合抱地球，大约需要 4×10 km ÷ 1.5 m ≈ 2.67×10 （约2670万）名初中生。
考点03 地球仪与经纬网
1. 地球仪
地球太大了，为了便于研究，人们根据地球是球体这一特征，按一定比例把它缩小，制成了地球的模型——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，它可以绕一根轴旋转，这根轴表示地轴。地轴与地球表面相交的两点叫极点：对着北极星方向的叫北极（符号“N”），另一极叫南极（符号“S”）。
图3.1-7 地球仪
2. 纬线和纬度
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。人们给纬线标注度数，称为纬度：赤道纬度是0°，南、北两极点纬度是90°；从赤道到两极，纬度从0°增加到90°。赤道以北称北纬（用“N”表示），赤道以南称南纬（用“S”表示）。
图3.1-8 赤道 图3.1-9 纬线和纬度
3. 经线和经度
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。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°称东经（用“E”表示），向西从0°到180°称西经（用“W”表示）。
图3.1-10 经线和经度
4. 经纬网
经线与纬线垂直、相互交织，形成经纬网。地球表面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′。
探索活动：①在图3.1-11上找到本初子午线、东半球和西半球的分界线、南半球和北半球的分界线；②用经纬度来描述杭州的地理位置（约北纬30°、东经120°）。
图3.1-11 东半球和西半球
实践活动：制作简单的地球仪（教材第99页）
1. 确定两极和赤道：用乒乓球黏合线作赤道，在离黏合线等距顶端处各钻一小孔，确定为南、北极点（如图3.1-12甲）。
2. 画经线和纬线：在乒乓球上等距画纬线，把赤道平均分成若干份，过每个分隔点画一条经线。
3. 做地轴：把粗铁丝折一下，使铁丝倾斜并与水平面成66.5°作为地轴，另一端做成圆环作底座（如图3.1-12乙）。
4. 组合固定：将地轴直铁丝部分穿过南、北极点，贴近两极处裹胶布防脱落，伸出铁丝弯成比乒乓球略大的半圆（如图3.1-12丙）。
5. 在自己制作的小型地球仪上画出七大洲的轮廓。
图3.1-12 制作简单的地球仪
考点04 阅读地图
1. 地图的含义与常用地图
除了使用地球仪外，人们也时常使用地图。地图是地球的平面模型，是人们运用符号来表示地表各种事物的特征，将地表事物按一定比例缩小后表示在平面上的图形。
常用地图有：政区图、旅游图和平面示意图等。比例尺、方向和图例是地图的“语言”。
图3.1-13 中国地图
2. 比例尺
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，“1 cm代表实地距离50 km”为文字式，“1∶1000000”或“1/1000000”为数字式。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，适用性也不同：一般大比例尺地图（大于或等于1∶100000）表示的范围小，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，内容比较粗略。
思考与讨论：绘制中国地图（范围大）应选用小比例尺；绘制学校平面图（范围小）应选用大比例尺。
3. 方向
地图上表示方向的原则通常是“上北下南，左西右东”，在此基础上还可确定“东北、西北、东南、西南”方向。
①在有经纬网的地图上，根据经纬网判定方向：经线指向北极点的方向为北方，指向南极点的方向为南方。
②有的地图用一个指北的指向标指示方向（如图3.1-14乙）。在室外看地图时，应手持地图、面朝北背朝南，使图上方向与实际方向一致。
图3.1-14 地图上的方位图示
4. 图例
阅读地图还要认识图例。图例是对地图上各种符号和注记的说明，其中各种符号分别表示地表的各种事物；注记是指地图上的标注和各种文字说明。下面是一些常用的图例。
通过阅读地图，我们能够利用地图辨认方向、测算距离、识别地表特征等。
图3.1-15 常用的图例
5. 现代科技与地图
随着科技发展，地图种类更丰富，出现了有声地图、三维地图、盲文地图、电子地图等。
电子地图：利用计算机技术以数字方式存储和查阅的地图，比例可放大、缩小，图像可旋转，图层可叠加。它不仅让出行更便利，还能服务于气象预报、农业生产、交通运输、城市规划、军事建设等领域。
科学阅读——北斗卫星导航系统（BDS）：我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后世界上第三个成熟的卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，已广泛应用于交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域。
实践活动：①绘制学校平面示意图，需确定绘图范围和图幅、准备工具，并绘制比例尺、方向、图例与注记三要素；②比一比谁画的学校平面示意图最好，并说明原因。
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 易错点1：古人“天圆地方”“大地是平的”只是凭直觉的认识，不是科学的结论。地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体，并非正圆。 2. 易错点2：纬线指示东西方向、经线指示南北方向；纬线是圆圈（赤道最长，向两极递减），经线是连接南北两极的半圆弧（长度相等）。不要把“纬”和“经”的方向、形状记反。 3. 易错点3：南北纬、南北半球以赤道（0°纬线）为界；东西经以本初子午线（0°经线）为界，而东西半球分界线是20°W和160°E组成的经线圈，不是0°和180°经线。 4. 易错点4：比例尺是个分数，分母越大比例尺越小。大比例尺（如1∶100000）表示范围小、内容详细；小比例尺（如1∶1000000）表示范围大、内容粗略。不要误以为“数字大=比例尺大”。 5. 易错点5：地图三要素是比例尺、方向、图例与注记；地球仪上规定方向的依据是经纬网（经线指示南北、纬线指示东西），不是“上北下南”本身。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. (湖州期末)下图中①②③为不同时期人类对地球形状认识的简图。下列排序最符合人类对地球形状认识过程的是（ ）
典例1 图示（①②③及 A、B、C、D 四种排序）
2. 结合所学知识回答（1）~（2）题。
（1）悟空和土行孙商定，两人从西天的某地出发到地球的另一面去，谁的速度快，谁就得胜。土行孙钻入地下，始终保持直线前进并穿越地心，来到目的地。过了一会儿，孙悟空才气喘吁吁地赶来：“你怎么比我快？”土行孙说：“我比你的距离近啊！”你能告诉悟空，土行孙遁地而行的距离约是多少吗？＿＿＿（填字母）。
A. 十万八千里
B. 6 371米
C. 4万千米
D. 12 742千米
（2）悟空很不服气：“想我老孙，一个筋斗十万八千里，那有什么。”喜羊羊来了，说：“我站在这儿不动，一天下来还能行八万里路呢！”（如图所示）喜羊羊所说的“八万里”是指地球的＿＿＿（填字母）。
典例2（2）图示
A. 平均半径
B. 赤道周长
C. 极半径
D. 地球表面积
3. 读经纬网图（如图），完成（1）—（3）题。
典例3 经纬网图
（1）图中地理坐标是（ ）的点是（ ）
A. 点
B. 点
C. 点
D. 点
（2）读图可知，（ ）点位于（ ）点的（ ）
A. 正东方向
B. 正西方向
C. 西南方向
D. 东南方向
（3）既位于东半球，又位于南半球的点是（ ）
A. 点
B. 点
C. 点
D. 点
4. 在一幅地图上，量得甲地到乙地的直线距离为7.2厘米，两地间实地距离为144千米，该地图的比例尺是（ ）
A.
B.
C. 二十万分之一
D. 图上1厘米代表实地距离200千米
05 巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 人们对地球形状和大小的认识主要经历了哪些过程？
2. 观察地球仪，归纳地球仪上经线和纬线分别有什么特点。
3. 某同学查阅资料发现某次台风中心在一天内不同时间的位置如下表，请据表中信息完成以下任务。
时间 8时 12时 16时 20时
经纬度 21°N，118°E 22.5°N，117°E 23.5°N，116°E 24°N，115.5°E
（1）在右图中标出经纬度和表中不同时间台风中心的位置。
（2）据此推测此次台风的移动方向。
（第3题图）台风中心位置
参考答案
【实战演练】
第1题： D
解析：人类对地球形状的认识经历了漫长的历程：先是凭直觉认为“天圆地方”、大地是平的；接着由月食时地球在月球上的影子是弧形，推测地球是球体；后来麦哲伦船队环球航行证实了地球是球体；最后由人造地球卫星从太空拍到的照片确证。符合这一先后顺序的排序为 D。
第2题： （1）D （2）B
解析：（1）两人从某地出发到地球的另一面，土行孙遁地而行的距离是地球的直径，地球直径约为 2×6371 km＝12742 km，故选 D。（2）“八万里”约等于 4万千米，即地球的赤道周长，故选 B。
第3题： （1）C （2）C （3）D
解析：（1）读图可知，C 点符合题干所给的地理坐标，故选 C。（2）根据经纬网方向判断，C 点位于 B 点的西南方向，故选 C。（3）D 点既位于东半球，又位于南半球，故选 D。
第4题： B
解析：比例尺＝图上距离∶实地距离。实地距离 144 km＝14 400 000 cm，比例尺＝7.2 cm∶14 400 000 cm＝1∶2 000 000，即二百万分之一（图上 1 cm 代表实地距离 20 km），故选 B。
【巩固拓展】
第1题： 见解析
解析：古代凭经验和直觉认为“天圆地方”、大地是平的；公元前6世纪毕达哥拉斯提出地球是球体的猜想；公元前4世纪亚里士多德由月食推断地球是球体；1519年麦哲伦船队环球航行证实了地球是球体；20世纪人造地球卫星、载人航天器从太空拍摄地球照片确证地球是球体；现代测量表明地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。
第2题： 见解析
解析：纬线：与赤道平行的圆圈，指示东西方向；长度不相等（赤道最长，向两极逐渐缩短）；所有纬线相互平行；纬度从赤道向两极由0°增至90°（北纬N、南纬S）。经线：连接南、北两极的半圆弧，指示南北方向；所有经线长度相等；相交于南北两极；经度以本初子午线（0°）为界，向东为东经（E）、向西为西经（W）。
第3题： 见解析
解析：（1）按表中经纬度在图上对应位置标出四个时刻台风中心的点。（2）由表可知，随时间推移纬度逐渐增大（向西北）、经度逐渐减小（向西），故台风向西北方向移动。

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