地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 【核心知識精講精思】 高二地理 （人教版2019選擇性必修1）

第一節(jié)地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)第一章地球的運動課程標準1．結(jié)合實例,說明地球運動的地理意義。學習目標

1．結(jié)合相關(guān)示意圖,說出地球自轉(zhuǎn)的方向、周期、速度。

2．結(jié)合相關(guān)示意圖,說出地球公轉(zhuǎn)的方向、軌道、周期、速度。

3．說明黃赤交角的形成，理解黃赤交角及其影響。

4．結(jié)合太陽直射點的移動軌跡示意理解太陽直射點的回歸運動。新課導入2011年11月一個晴朗無月的夜晚，在中國科學院國家天文臺興隆觀測站，拍攝團隊將相機對準北極星附近的星空并固定好，通過長6小時的曝光，得到一張絢麗的星軌照片?！静牧稀俊舅伎碱}】1、為什么這些恒星在天空中看起來都圍繞北極星附近作圓周運動?2、北極星相對地平線的高度與拍攝地點的緯度有什么關(guān)系?1、為什么照片上的恒星會呈現(xiàn)出這樣的運動軌跡？恒星相對于地球可看作是固定不動的，由于地球自轉(zhuǎn)，照相機也跟著地球轉(zhuǎn)動，結(jié)果恒星看似在圍繞北極星做圓弧形運動。北極星附近星辰運動軌跡地軸的空間位置基本不動（演示），北端總是指向北極星附近。以北半球為準，北極星的仰角=當?shù)氐木暥取＃幢卑肭蚓暥仍礁?，北極星相對地平線的高度越高）南半球看不到北極星。赤道地區(qū)，北極星在正北的地平線上。北極星是看起來在天空中唯一不動的天體，日月星辰呈逆時針方向旋轉(zhuǎn)成一系列同心圓。地軸與北極星在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的。照片中的弧線為恒星視運動軌跡。1．據(jù)圖判斷，攝影師拍攝的地點位于（）

A．低緯地區(qū)B．中緯地區(qū)C．北極附近D．南極附近2．圖中a恒星視運動轉(zhuǎn)過的角度約為50°，連續(xù)拍攝的時間為（）

A．1個多小時B．3個多小時C．5個多小時D．7個多小時1、解析：很顯然，觀測北極星的仰角小于30度，所以拍攝的地點位于低緯地區(qū)。答案：A2、解析：由于地球自傳，日月星辰轉(zhuǎn)動一周大概需要24小時，即3個小時轉(zhuǎn)動45度。所以連續(xù)拍攝時間是3個多小時。答案：B1.地球基礎(chǔ)地球的形狀：地球是一個赤道略鼓、兩極稍扁的球體。赤道周長4萬千米（8萬里）平均半徑6371千米赤道半徑6378千米極半徑6357千米表面積：5.1億平方千米一、地球的自轉(zhuǎn)地球儀——經(jīng)線、緯線、經(jīng)度、緯度緯線、緯度經(jīng)線、經(jīng)度含義與地軸垂直，并環(huán)繞地球一周的圓圈連接南北兩極，且與緯線垂直相交的半圓形狀圓半圓指示方向東西方向南北方向長度特征不等長（赤道最長，向南北兩極逐漸縮短，最后為一點）等長兩線間距相等赤道之間最大，向南北兩極縮小，最后相交一點度數(shù)起點線赤道（0°緯線）本初子午線（0o經(jīng)線）0°的確定最長的緯線圈，距南北兩極相等經(jīng)過英國倫敦格林尼治天文臺原址的經(jīng)線度數(shù)的劃分自赤道向南、北各劃分90o。低緯度：0o~30o，中緯度：30o~60o，高緯度：60o~90o自本初子午線向東、西各分作180o度數(shù)的變化規(guī)律由赤道分別向南、北兩極遞增到90o自0o經(jīng)線分別向東、西遞增到180o度數(shù)的代號赤道以南為南緯S，赤道以北為北緯N0o經(jīng)線以東為東經(jīng)E，0o經(jīng)線以西為西經(jīng)W半球的劃分赤道把地球分為南半球、北半球20oW,160oE的經(jīng)線圈把地球分為東半球、西半球總結(jié)：緯線、緯度，經(jīng)線、經(jīng)度2.地球自轉(zhuǎn)的概念地球繞其自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動，叫作地球的自轉(zhuǎn)。地球的自轉(zhuǎn)軸叫地軸（為假想軸，并非真實存在），其北端始終指向北極星附近。注意：北極星的高度=觀察者所在緯度（只限北半球）。3.方向側(cè)視：自西向東（不管什么視角，箭頭都是自西指向東）俯視：從北極上空看：呈逆時針方向旋轉(zhuǎn)，如圖甲所示從南極上空看，呈順時針方向旋轉(zhuǎn)，如圖乙所示③

東經(jīng)度增大的方向，西經(jīng)度減小的方向即為地球自轉(zhuǎn)方向。4.周期地球繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周的時間（一天）選定的參照物不同，1日的時間長度略有差別，名稱也不同地球自轉(zhuǎn)的周期的類型：太陽日、恒星日名稱參照物旋轉(zhuǎn)角度時間應用價值_____距離地球遙遠的同一顆恒星360°地球自轉(zhuǎn)真正周期；科學研究_____太陽360°59′晝夜交替的周期；用于平常所說的一天恒星日23小時56分4秒太陽日24小時

一、地球的自轉(zhuǎn)

（三）自轉(zhuǎn)周期

恒星日遙遠恒星23h56’4’’____自轉(zhuǎn)真正周期太陽日太陽360°59′日常所用（晝夜交替周期）360°24h

恒星離地球過于遙遠，地球在公轉(zhuǎn)軌道上的較短位移引不起我們看恒星的視覺變化，感覺該恒星總在地球的同一個位置。5.速度一天內(nèi)隨地球所自轉(zhuǎn)過的角度/一天時間極點角速度=0°/h，非極點角速度=15°/h計算：除極點為0外，地球上任何一點的角速度都相等，為15°/h。角速度：地球表面單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度[極點=0°/24h，非極點=360°/24h]15°/h15°/h15°/h1670km/h1447km/h837km/h北極南極60N30N赤道。。地心NSAA′BB′CC′大小：地球自轉(zhuǎn)的速度可以用角速度和線速度來描述。360°23時56分4秒15°小時≈=1°4分鐘≈極點線速度=0，非極點線速度=該地所在緯線圈長度/24h計算：由赤道向南北兩極遞減，60度緯線大約為赤道的一半不考慮海拔的情況下，由赤道向兩極遞減，赤道最大（1670km/h），兩極為0。15°/h15°/h15°/h1670km/h1447km/h837km/h北極南極60N30N赤道。。地心NSAA′BB′CC′[極點=0°/24h，非極點=該地所在緯線圈長度/24h]一天內(nèi)地球所自轉(zhuǎn)過的路程/一天時間大?。壕€速度：做圓周運動的物體，單位時間轉(zhuǎn)過的距離（弧長）

A2A1O影響線速度大小的因素：①緯度②海拔因素影響關(guān)系緯度

緯度相同，線速度相同緯度越低，線速度越大負相關(guān)海拔海拔越高，線速度越大正相關(guān)地球自轉(zhuǎn)線速度大小的應用地球自轉(zhuǎn)等線速度分布示意圖1447km/h837km/hAB1、判斷南北半球：2、判斷緯度帶：3、判斷地勢高低：若某地的地球自轉(zhuǎn)等線速度凸向低處，說明此地區(qū)線速度比同緯度其他地區(qū)大，即地勢較高，eg：A可能為山地、高原；若某地的地球自轉(zhuǎn)等線速度凸向高處，說明此地區(qū)線速度比同緯度其他地區(qū)小，即地勢較低，eg：B可能為谷底、盆地。

由南到北線速度越來越大為北半球；越來越小為南半球。0~837km/h→高緯度；837km/h~1447km/h→中緯度；1447km/h~1670km/h→低緯度?！拘〗Y(jié)】地球的自轉(zhuǎn)速度特征線速度：自赤道向兩極遞減，赤道上線速度約為1670km/h，同一緯線上，海拔越高，線速度越大。60°緯線上的線速度約為赤道的一半角速度：除極點外，各處角速度相等，為15°/h南北極點既無角速度也無線速度

思考:發(fā)射航天器為什么在低緯度和高海拔地區(qū)地區(qū)比較合適?一般向哪個方向發(fā)射?為什么?提示:低緯度和高海拔地區(qū)自轉(zhuǎn)線速度大，地球自西向東自轉(zhuǎn)，在低緯度地區(qū)向東發(fā)射可獲得較大的初速度，節(jié)省燃料。航天發(fā)射基地應選擇：低緯度、海拔高地區(qū)，并向東發(fā)射。氣象條件晴天多，陰雨天氣少，利于發(fā)射和跟蹤緯度因素緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可節(jié)省燃料和成本地勢越高，地球自轉(zhuǎn)線速度越大；地勢平坦開闊，利于跟蹤觀測地勢因素海陸位置大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強，人煙稀少，安全性強；海上人類活動少，安全性強交通因素內(nèi)外交通便利，利于大宗物資運輸安全因素出于國防安全考慮，有的建在山區(qū)、沙漠地區(qū)，有的建在地廣人稀處自轉(zhuǎn)速度的應用————航天發(fā)射基地選址自轉(zhuǎn)速度的應用————航天發(fā)射基地選址酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地

太原衛(wèi)星發(fā)射基地

西昌衛(wèi)星發(fā)射基地

文昌衛(wèi)星發(fā)射基地從地球自轉(zhuǎn)速度，思考海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心和其它幾個發(fā)射中心相比有什么突出優(yōu)勢？文昌還有哪些優(yōu)勢？臨海，海運便利，便于基地建設(shè)和設(shè)備運輸；海面上人口稀少，對人員危害小。緯度最低，能獲得最大額外初速度。從緯度和海拔來講，航天中心應建在緯度較低、海拔較高的地方，以獲得額外的較大初速度，增加載荷和節(jié)省燃料?？偨Y(jié)：二、地球的公轉(zhuǎn)1.地球公轉(zhuǎn)的概念地球繞太陽為中心進行公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)軌道是接近于正圓的橢圓。特點：①地軸是傾斜的，且方向始終不變②北極一直指向北極星2.方向自西向東；從北極上空看，呈逆時針方向繞日公轉(zhuǎn),

與自轉(zhuǎn)方向一致。從南極上空看，呈順時針方向繞日公轉(zhuǎn)。3.周期周期恒星年回歸年參照物時間長度角度性質(zhì)用途其他恒星365日6時9分10秒真正周期太陽365日5時48分46秒假周期360°天文研究稍小于360°日常生活恒星年是指地球繞太陽一周實際所需的時間間隔，時間為365日6時9分10秒，是地球公轉(zhuǎn)的真正周期。回歸年：太陽連續(xù)兩次通過春分的時間間隔，時間為365日5時48分46秒，即我們平時所說的一年。為什么我們總感覺冬天比夏天要過的快呢4.速度注意：公轉(zhuǎn)速度隨著地球與太陽的距離變化而變化，距離越近，公轉(zhuǎn)速度越快；反之，則公轉(zhuǎn)速度越慢。（1）軌道形狀：近似正圓的橢圓，太陽位于橢圓焦點之一上。（2）公轉(zhuǎn)速度平均角速度：59′/日，約為1o/日。因為地球繞日公轉(zhuǎn)一周360o需要的時間大約為365日。平均線速度：約30千米/秒。（1月初）（7月初）越來越慢越來越快遠日點時間：（7月初）日地距離：1.521億km角速度：57’/d線速度：29.3km/s公轉(zhuǎn)速度：最慢時間：（1月初）日地距離：1.471億km角速度：61/d線速度：30.3km/s公轉(zhuǎn)速度：最快開普勒第二定律開普勒行星運動第二定律，也稱等面積定律，指的是太陽系中太陽和運動中的行星的連線，在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。知識補充公轉(zhuǎn)速度：V1＞V2＞V3S1=S2=S3地球的公轉(zhuǎn)春分夏至秋分冬至近日點1月初遠日點7月初速度最快速度最慢逐漸變慢逐漸變慢地球繞太陽公轉(zhuǎn)位于近日點時速度（包括線速度和角速度）最快；遠日點時最慢。為什么我們總感覺冬天比夏天要過的快呢?春分點和秋分點把地球公轉(zhuǎn)軌道等分為兩部分。通常年份，北半球夏半年（自春分日至秋分日）的日數(shù)是186天，冬半年（自秋分日至次年春分日）的日數(shù)是179天。造成這種日數(shù)差異的原因是什么？

地球繞日公轉(zhuǎn)的速度隨日地距離不同而略有變化。北半球夏半年，地球運動至離太陽較遠的位置，公轉(zhuǎn)速度較慢，用時長（186天）；而北半球冬半年，地球運動至離太陽較近的位置，公轉(zhuǎn)速度較快，用時較短（179天）。故夏半年比冬半年天數(shù)多。運動特征自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)繞轉(zhuǎn)中心地軸太陽方向自西向東北極上空：逆時針自西向東北極上空：逆時針南極上空：順時針南極上空：順時針周期恒星日（23時56分4秒）恒星年（365日6時9分10秒）速度角速度極點為0，其余各地為15°/h近日點（1月初）快、遠日點（7月初）慢線速度由赤道向兩極遞減，極點為0地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的一般規(guī)律課堂小結(jié)：三、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的關(guān)系——黃赤交角及其影響地球自轉(zhuǎn)的同時也在圍繞太陽公轉(zhuǎn)過地心并與地軸垂直的平面稱為赤道平面，地球公轉(zhuǎn)軌道平面稱為黃道平面赤道平面與黃道平面之間存在一個交角，叫作黃赤交角，目前的黃赤交角是23°26'1.黃赤交角的含義2.黃赤交角的特點一軸地軸兩面黃道平面與赤道平面“一軸兩面三角度三不變”三角度黃道平面和赤道平面的交角為23°26′地軸與黃道平面的夾角為66°34′地軸與赤道平面的夾角為90°南北極圈的緯度數(shù)與黃赤交角互余；極圈度數(shù)＝90°—黃赤交角度數(shù)；黃赤交角與熱帶、寒帶同向變化，溫帶異向變化。三不變地軸的指向；黃赤交角大??；運動方向當前黃赤交角的度數(shù)是23°26′。但是，從大的時間尺度來說，黃赤交角不是一成不變而是會發(fā)生變化的。那么：如果黃赤交角度數(shù)發(fā)生變化，地球表面五帶的范圍會不會變化？怎么變？假如黃赤交角變?yōu)?0023°26′23°26′66°34′66°34′60°60°30°30°熱帶范圍變大寒帶范圍變大寒帶范圍變大溫帶范圍變小溫帶范圍變小變大：直射范圍變大，熱帶和寒帶變大，溫帶變小。變?。簞t相反。變?yōu)?：太陽永遠直射赤道，五帶消失、季節(jié)變化消失。3.黃赤交角的影響黃赤交角的大小決定了太陽直射點的移動范圍（太陽直射點在南北回歸線之間的往返運動，稱為太陽直射點的回歸運動）。黃赤交角的度數(shù)

＝南北回歸線的度數(shù)

＝太陽直射點能達到的最北、

最南緯度數(shù)。由于黃赤交角的存在，地球在公轉(zhuǎn)軌道上的不同位置，太陽直射點的位置是有變化的。黃赤交角及其影響ACBD冬至12月22日春分3月21日夏至6月22日秋分9月23日黃赤交角及其影響春分秋分冬至冬至春分3.21夏至6.22秋分9.23冬至12.22冬至南回歸線北回歸線赤道23.5°N23.5°S次年春分北半球夏至日(6月22日前后)，太陽直射北緯23°26′，北極圈有極晝現(xiàn)象，南極圈極夜；之后太陽直射點逐漸南移。秋分9月23日前后春分日(3月21日前后)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)，太陽直射點在赤道，全球晝夜平分；太陽直射點逐漸南移。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)，太陽直射南緯23°26‘，北極圈出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，南極圈極晝。之后，太陽直射點逐漸北返。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)，太陽直射點在赤道，全球晝夜平分。之后，太陽直射點逐漸北移。春分日(3月21日前后)太陽直射點回歸運動太陽直射點在南、北緯23°26‘之間的往返運動，稱為太陽直射點的回歸運動。北緯23°26′稱為北回歸線，南緯23°26’稱為南回歸線；太陽直射點回歸運動的周期就是一個回歸年。先根據(jù)地軸傾斜方向，結(jié)合太陽直射點所在的半球判斷夏至和冬至的位置,然后根據(jù)地球公轉(zhuǎn)方向,判斷春分和秋分點的位置。(1)若圖:太陽位于橢圓軌道的中心

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）近日點（1月初）遠日點（7月初）探究點：區(qū)別近遠日點與二分二至日先判斷近日點和遠日點，然后根據(jù)地球公轉(zhuǎn)的方向，判斷春分和秋分點的位置。夏至和冬至的位置可根據(jù)遠日點和近日點的時間并結(jié)合地球的公轉(zhuǎn)方向判斷。(2)若圖:太陽位于橢圓軌道的焦點uu冬至日夏至日活動：繪制太陽直射點回歸運動示意圖按如下步驟畫示意圖，表示太陽直射點的移動軌跡:1.在圖上繪制三條平行且等距的直線，分別表示赤道、北回歸線和南回歸線；2.在三條直線的適當位置標注四個點，分別代表北半球二分二至日太陽的直射點；3.結(jié)合課文關(guān)于太陽直射點回歸運動的描述，畫一條曲線表示太陽直射點的移動軌跡。23o26′N0o23o26′S春分(3月21）夏至（6月22）秋分（9月23）冬至（12月22）次年春分太陽直射點在地表移動示意圖讀圖回答：1.南北回歸線之間的地區(qū)一年有幾次太陽直射？2.南北回歸線上一年有幾次太陽直射？3.北回歸線以北，南回歸線以南地區(qū)一年有幾次太陽直射？兩次一年一次沒有太陽直射課堂小結(jié)地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)地軸方向周期速度軌道方向周期速度黃赤交角太陽直射點的移動冬至日的判讀課堂訓練1．北京和上海兩地的自轉(zhuǎn)線速度和角速度相比較，敘述正確的是（）A．兩地的角速度和線速度都相同B．兩地的角速度和線速度都不相同C．兩地的角速度相同，線速度上海較大D．兩地的線速度相同，角速度上海較小2．下列節(jié)日中，地球公轉(zhuǎn)速度最快的是（）

A．元旦B．建軍節(jié)

C．國慶節(jié)D．教師節(jié)課堂訓練下圖所示照片是攝影師在夜晚采用連續(xù)曝光技術(shù)拍攝的。照片中的弧線為恒星視運動軌跡。據(jù)此完成3．若圖中的中心天體P為北極星，下列說法正確的是(

)A．該照片拍攝于南半球中緯度地區(qū)

B．該照片是地球公轉(zhuǎn)的反映C．照片中的恒星呈順時針方向運動

D．照片中的恒星呈逆時針方向運動4．若A恒星視運動轉(zhuǎn)過的角度約為30°，估測這張照片的曝光時間可能是(

)A．30分鐘B．60分鐘