新教材适用2024-2025学年高中地理第1章地球的运动第1节地球的自转和公转学案新人教版选择性必修1

第一章地球的运动课标导航结合实例，说明地球运动的地理意义。核心素养学习本章内容，通过合作探究和典型例题，增加对地球运动特点及地理意义的理解(综合思维)；通过实际案例考查不同区域因太阳辐射变更而引起的地理环境特点，人类活动特点的差异(区域认知)；引导学生理解地球运动及其地理意义及人类活动的影响，了解我国古代人们相识地球运动规律及利用规律状况(人地协调观)。学法点拨本章的重点是说明地球运动的特点及其导致的太阳辐射在地表的时空分布规律，以及对地理环境产生的深刻影响，此外，昼夜交替、四季更替、五带等都是地球自转和公转共同作用的结果。因此，本章分“地球的自转和公转”与“地球运动的地理意义”两节，其中，第一节是基础，其次节是重点。生涯规划项目专业或高校与本章学问相关的专业天体物理学、地球物理学、天文学、地球科学与本章学问相关的知名高校北京高校、南京高校、中国科学技术高校、中国科学院高校、北京师范高校第一节地球的自转和公转学习目标1．结合图示说明地球自转的方向、周期，区分地球自转的角速度和线速度。2．结合图示说明地球公转的方向、周期，地球公转的速度及其变更。3．结合图示理解黄赤交角的内涵，驾驭太阳直射点回来运动的规律。核心素养综合思维：通过视频材料和相关图文材料，引导学生总结和理解地球自转和公转的基本特点。地理实践力：结合生活实例，理解黄赤交角及其产生的影响。本节要点1．地球自转是指地球围绕地轴的运动，运动方向自西向东，运动周期是1日，运动线速度自赤道向两极递减，运动角速度除极点外各纬度相同。2．地球公转是指地球围绕太阳的运动，运动方向自西向东，运动周期是一年，近日点运动速度较快，远日点运动速度较慢。3．地球赤道平面和黄道平面(地球公转轨道平面)之间存在夹角，称为黄赤交角。目前黄赤交角为23°26′。一、地球的自转1．概念：地球绕其_自转轴__的旋转运动。(1)名称：图中NS轴即自转轴，又叫_地轴__；图中五角星是北极星。(2)特征：地轴的北端始终指向北极星旁边。2．方向：自西向东。若从北极上空看，自转方向呈逆时针；若从南极上空看，自转方向呈顺时针。简说为“北逆南顺”。3．周期名称时间长度参照物意义恒星日_23时56分4秒__距地球遥远的同一恒星地球自转的_真正__周期太阳日_24时__太阳昼夜交替的周期4.速度(1)角速度：除南北两极点外，地球上任何地点的角速度都_相等__，约为15°/h。(2)线速度：因纬度不同而异，赤道_最大__，为1670km/h；两极点最小，为_0__。[温馨提示]只有在北半球才能观测到北极星，南半球观测不到。北半球的纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。北极星的仰角等于观测地的地理纬度。[易误提示]地球自转周期中的太阳日是人们日常的计时单位，是指太阳东升西落再东升的周期，对人类活动影响明显，而恒星日是地球自转的真正周期。二、地球的公转1．定义：地球绕_太阳__的运动，叫作地球的公转。2．绕转中心：_太阳__。3．公转方向：自西向东。从北极上空俯视，呈_逆时针方向；从南极上空俯视，呈_顺__时针方向。4．公转周期参照物时间意义恒星年其他恒星_365日6时9分10秒__地球公转的真正周期，多用于天文探讨回来年太阳365日5时48分46秒_太阳直射点回来运动__的周期，多用于生产生活5.公转轨道与速度(1)公转轨道是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。近日点：每年的_1月初__，地球距离太阳最近，这个位置叫近日点。远日点：每年的_7月初，地球距离太阳最远，这个位置叫远日点。从地球北极上空看公转轨道(2)每年7月初，地球距离太阳最远，公转速度最_慢__；每年1月初，地球距离太阳最近，公转速度最_快__。(3)公转速度随着地球与太阳的距离变更而变更，距离越近，公转速度越快；反之，公转速度越慢。[温馨提示]由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变更，在(北半球)夏半年公转速度较慢，用时多；而(北半球)冬半年公转速度较快，用时较少。故北半球夏半年比冬半年时间长。三、黄赤交角及其影响1．黄赤交角(1)赤道平面：过地心并与_地轴__垂直的平面。(2)_黄道__平面：地球公转轨道平面。(3)黄赤交角：_赤道__平面与黄道平面之间的夹角，目前是_23°26′__。2．二分二至日地球的位置春分日时地球在图中的_d__位置，_夏至__日时地球在图中的a位置，秋分日时地球在图中的_b__位置，_冬至__日时地球在图中的c位置。3．黄赤交角的影响——太阳直射点的回来运动[温馨提示](1)地球公转过程中，地轴的空间指向是不变的。(2)地轴与黄道平面的夹角为66°34′，其与黄赤交角互余。学问点1地球的自转材料2024年12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天放射场点火升空，2000多秒后将实践二十号卫星送入预定轨道，放射飞行试验取得圆满胜利。文昌航天放射场位于中国海南省文昌市龙楼镇境内，是我国第一个滨海航天放射场，能够放射长征五号系列火箭与长征七号运载火箭，主要担当地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站等航天器的放射任务。如图是我国四大航天放射场位置图。阅读上述材料，探究以下问题。(1)分析文昌航天放射场主要担当大质量、大吨位航天器放射任务的缘由。(2)比较地球同步轨道卫星与地球表面对应点的角速度、线速度的大小。(3)2024年暑假学校组织学生到文昌航天放射场进行研学活动，同学们看到航天器是向东放射的，请分析缘由。提示：(1)文昌地处海南岛，纬度较低，自转线速度较大，航天器放射时初速度大，有利于放射。(2)角速度相同，线速度卫星大于地球表面对应点。(3)地球自转的方向是自西向东，航天器向东放射可借助地球自转的速度，使得火箭用较小的推力就可以使卫星达到预定轨道。1.地球自转方向的推断方法(1)常规法：地球自转方向是自西向东，由此推断地球自转方向。(2)极点法：从北极上空看呈逆时针方向旋转，从南极上空看呈顺时针方向旋转；同理，看到地球呈逆时针方向旋转的在北极上空，看到地球呈顺时针方向旋转的在南极上空。(3)经度法：东经度增大的方向就是地球自转方向，西经度减小的方向也是地球自转方向。极点局部图西经法极点局部图东经法(4)海陆法：依据大洲和大洋的相对位置也可以推断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运输河到大西洋的方向就是地球自转方向。[方法技巧]依据地球自转方向推断南北半球(1)当明确地球自转方向时，干脆依据“北逆南顺”推断即可。(2)当未告知地球自转方向但有经度时，可依据经度变更规律加以推断，详细方法为：地球自西向东自转，即由西经度向东经度方向运转，东经度增大的方向与自转方向一样，而西经度增大的方向与自转方向相反。2．地球自转的周期地球自转一周的时间是1日。选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同。名称太阳日(B)恒星日(A)概念某地经线连续两次通过日地中心连线的时间间隔某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔参照物太阳遥远的恒星自转角度360°59′360°时间长度24时23时56分4秒意义昼夜更替的周期、太阳高度日变更的周期，多用于生活和生产地球自转的真正周期，多用于科学探讨差异成因距离地球遥远的恒星与地球的相对位置可以看成是固定不变的，故地球在一个恒星日里自转360°；地球在自转的同时还在绕太阳公转，两者的相对位置有明显变更，故地球在一个太阳日里自转360°59′3.地球表面自转线速度(1)计算公式：V＝1670×cosθ(θ为当地纬度)(2)地球自转线速度的分布规律①极点的线速度均为0。②纬度相同的两点，若海拔相同，则自转的线速度相同；海拔越高，线速度越大。③60°纬线上的线速度是赤道上线速度的一半。(3)影响地球自转线速度的因素①影响地球自转线速度的因素主要有纬度和海拔，详细影响及其关系如下表所示：因素影响关系纬度纬度越低，线速度越大负相关海拔海拔越高，线速度越大正相关②从地球自转线速度考虑，航天放射基地多选择在纬度较低、地势较高的地区。因为低纬度、高海拔地区地球自转线速度大，可获得较大的放射初速度，有利于航天器放射，节约能源。例题1下图是半球俯视图。读图，据此完成(1)～(2)题。(1)自转线速度最小的地点是(A)A．① B．②C．③ D．④(2)该半球自转方向是(D)A．顺时针自西向东B．逆时针自东向西C．顺时针自东向西D．逆时针自西向东[解析]第(1)题，由图中海陆轮廓可知，该图是以北极点为中心的俯视图，越靠近北极点纬度越高，自转线速度越小。①最靠近北极点，所以自转线速度最小的是①点。第(2)题，在以北极为中心的俯视图中，地球自转的方向是逆时针自西向东。对点训练❶下图为我国某中学地理探讨性学习小组野外宿营时，同学们把照相机固定，对准北极星旁边的星空，长时间曝光，得到的北极星旁边星辰运动轨迹的照片。据此完成(1)～(2)题。(1)照片最能反映(A)A．地球的自转 B．地球的公转C．流星运动 D．恒星运动(2)某一遥远的恒星A在该日23时位于图中的“”位置，那么，其次天该恒星处于星空同样位置最接近的时间是(B)A．23时 B．22时56分4秒C．23时4分4秒 D．21时52分[解析]第(1)题，北极星及四周星辰为恒星，视为固定不动，而相机虽然固定在地球表面，但是随着地球的自转而运动，所以出现圆形的星辰运动轨迹。第(2)题，地球自转的真正周期是23时56分4秒，当其次天该恒星再次处于星空中同样位置时，说明地球正好自转一周，经验了一个自转周期，时间应为22时56分4秒。学问点2地球的公转材料极昼和极夜是地球两极地区特有的自然现象，每年南、北两极地区“极昼”“极夜”交替出现。极昼，就是太阳永不落，天空总是亮的；极夜，就是太阳总不出来，天空总是黑的。南、北极点的极昼期时间长短不同，北极点极昼约为186天，南极点极昼约为179天，这与地球公转速度的变更有关。下面是北极地区极昼时太阳在地平线上运动的轨迹图。据以上材料和图，探究以下问题。(1)试从地球运动的角度分析极昼、极夜现象产生的缘由。(2)分析地球公转速度变更的缘由。(3)探讨北极点极昼期比南极点极昼期时间长的缘由。提示：(1)地球在沿椭圆轨道绕太阳公转的同时，还绕自身的倾斜地轴旋转。(2)地球的公转轨道是一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故地球在公转轨道上就存在一个近日点和一个远日点。在近日点公转速度最快，在远日点公转速度最慢。(3)由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变更，在北半球夏半年公转速度较慢，用时多；而北半球冬半年公转速度较快，用时较少。1.公转周期名称回来年恒星年概念太阳直射点回来运动的周期太阳中心连续两次通过地球与某一恒星连线的时间间隔参照物太阳其他恒星时间长度365日5时48分46秒365日6时9分10秒意义多用于平常的生产生活地球公转的真正周期，多用于天文学探讨2.公转轨道地球公转的轨迹叫作公转轨道，它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。每年的1月初，地球距离太阳最近，这个位置叫近日点；每年的7月初，地球距离太阳最远，这个位置叫远日点。3．公转速度时间地球位置日地距离公转速度1月初近日点1.471亿km最快7月初远日点1.521亿km最慢[方法技巧]近日点、远日点的判定方法(1)从日期推断：每年1月初，地球位于近日点旁边，每年7月初，地球位于远日点旁边。(2)从公转速度推断：地球在近日点旁边时，公转速度(线速度、角速度)较快，反之则较慢。(3)从地球公转轨道的长轴和短轴推断：近日点和远日点位于长轴两端。距离太阳最近的点为近日点，反之为远日点。(4)从直射位置推断：连接太阳和地球的中心，视察太阳直射的位置，若直射南回来线旁边则位于近日点旁边，若直射北回来线旁边则位于远日点旁边。(5)从节日角度推断：元旦时接近近日点。例题2下图是地球公转的轨道示意图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道匀称分成四等份。读图，据此完成(1)～(2)题。(1)地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是(A)A．甲→乙 B．乙→丙C．丙→丁 D．丁→甲(2)每年的11月11日是网购较集中的日子。此时地球在公转轨道上的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是(A)A．甲点 B．乙点C．丙点 D．丁点[解析]第(1)题，从图中可以看出p点是地球位于近日点旁边。甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道匀称分成四等份，依据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，运动速度最快，用时最少。第(2)题，11月11日在秋分日后大约一个半月，故地球在公转轨道上的位置距甲点最近。对点训练❷依据材料和地球公转示意图，回答下列问题。一位宇航员傲慢地对爸爸说：“爸爸，我已经绕地球转了20圈了。”他爸爸笑着回答：“我比你更了不得，我已经绕比地球更大的太阳转了60圈了，还打算再转二三十圈呢！”(1)如图，地球自转和公转的方向一样，都是_自西向东__。(2)你认为宇航员爸爸的话是真的吗？为什么？(3)你知道宇航员爸爸的年龄是多少岁吗？理由是什么？(4)地球公转速度始终在变快的时段是图中的(B)A．①→② B．②→③C．③→④ D．④→①[答案](2)是真的。人随地球绕太阳公转，每年一圈。(3)60岁。地球绕太阳公转周期约为一年，60圈刚好60年，即60岁。[解析]第(1)题，地球自转和公转方向都是自西向东。第(2)(3)题，地球绕太阳公转一周是1年，60圈即60年。第(4)题，1月初，地球经过近日点旁边，从秋分日9月23日前后到冬至日12月22日前后地球公转速度始终在变快，即②→③时段。学问点3黄赤交角及其影响材料英国古文明探讨作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道：“黄赤交角会发生周期性的变更，这个周期是41000年，交角变更在22.1°到24.5°之间，精确性和可预料性不亚于瑞士钟表。”黄赤交角变更速度很慢，在短时间内黄赤交角可以视作不变。因黄赤交角的存在，地球在公转轨道的位置不同，太阳直射点存在着周年回来运动。下图是黄赤交角与二分二至日地球的位置图。据以上材料和图，探究以下问题。(1)若黄赤交角变为21.5°，太阳直射范围会发生怎样的变更？(2)若黄赤交角变为24.5°，地球上五带的范围将会发生怎样的变更？(3)依据图文资料，绘制一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。提示：(1)太阳直射点在21.5°N～21.5°S之间移动，太阳直射范围将变小。(2)热带和南、北寒带的范围变大，南、北温带的范围变小。(3)1.黄赤交角的特点(1)黄赤交角的形成(2)黄赤交角的特点可以概括为“一轴、两面、三角度”和“三个基本不变、两个变”。其含义如下：特点含义一轴两面三角度一轴地轴(自转轴，与赤道面垂直)黄道平面地球公转的轨道平面赤道平面地球自转的平面，与地轴垂直黄赤交角黄道面与赤道面的夹角，目前为23°26′地轴与黄道面交角与黄赤交角互余，为66°34′地轴与赤道面夹角90°三个基本不变两个变三个基本不变地球在公转过程中，地轴的空间指向基本不变，北极始终指向北极星旁边黄赤交角的大小基本不变，保持23°26′地球运动的方向不变，总是自西向东两个变地球在公转轨道的不同位置，黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变更的2.太阳直射点的回来运动(1)产生缘由：地轴的空间指向和黄赤交角的大小在肯定时期内可看作不变。(2)范围：最北到达北纬23°26′(北回来线)，最南到达南纬23°26′(南回来线)，即南北回来线之间。(3)太阳直射点的移动规律日期春分日夏至日秋分日冬至日春分日太阳直射点赤道北回来线赤道南回来线赤道太阳直射点的南北移动总结如下：时间直射点位置直射点移动方向12月22日前后(冬至日)南回来线到达最南界，起先北移12月22日后至3月21日前南回来线与赤道之间向北移动3月21日前后(春分日)赤道3月21日后到6月22日前赤道与北回来线之间向北移动6月22日前后(夏至日)北回来线到达最北界，起先南移6月22日后至9月23日前北回来线与赤道之间向南移动9月23日前后(秋分日)赤道9月23日后至12月22日前赤道与南回来线之间向南移动(4)周期：1回来年，约365日5时48分46秒。[特殊提示]黄赤交角的度数确定了南北回来线的度数(23°26′)；地轴与黄道平面的夹角确定了南北极圈的度数(66°34′)。[方法技巧]在地球公转示意图中推断太阳直射点的方法(1)用直线连接太阳和地球的中心两点，该直线与地球表面的交点即为太阳直射点，由此可推断直射点所在的半球。(2)过地心作太阳光线的垂线，背向太阳的一侧即为黑夜，看极昼和极夜所出现的范围，若北极点四周出现极昼现象，太阳直射北半球，若出现极夜现象则太阳直射南半球。(3)依据地轴北端“左倾左冬，右倾右冬”的方法，找到北半球冬至日的位置，即可确定直射点所在的半球。[拓展延长]黄赤交角变更的影响例题3下图是地球赤道平面与公转轨道平面的示意图。读图，据此完成(1)～(3)题。(1)图中表示黄赤交角的是(A)A．① B．②C．③ D．④(2)当太阳直射点位于图中P点时，北半球的节气应是(B)A．春分 B．夏至C．秋分 D．冬至(3)确定南北回来线的度数是依据(B)A．日地距离 B．黄赤交角C．地球自转周期 D．地球公转速度[解析]第(1)题，黄赤交角是地球自转轨道面(赤道平面)和公转轨道平面(黄道平面)的夹角，从图中看①表示该夹角。第(2)题，从图中看出，此时太阳直射北回来线，应为北半球的夏至。第(3)题，黄赤交角的度数和回来线的纬度数相等，与极圈的纬度数互余。对点训练❸读“太阳直射点在地球表面的移动轨迹示意图”，完成下列各题。(1)指出直射点移动路途上B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称。B_夏至，北回来线__；C_秋分，赤道__；D_冬至，南回来线__。(2)写出α的度数和表示的含义。(3)直射点在C处的运动方向为向_南__(填“南”或“北”)，经过D处后的运动方向为向_北__(填“南”或“北”)。[答案](2)23°26′。黄赤交角。[解析]第(1)题，依据太阳直射点的移动规律可推断出B、C、D三处的节气名称和所在的纬线名称。第(2)题，α是黄道平面与赤道平面的交角，即黄赤交角，目前为23°26′。第(3)题，C、D两处的节气分别是秋分和冬至，由此可知太阳直射点的移动方向为C处向南，经过D处后向北。策略指导地球公转运动图的判读[信息提取]①地球公转轨道的形态；②太阳在公转轨道的位置；③二分二至日时的太阳直射点；④地球公转和自转的方向；⑤地轴的空间指向。[方法总结]地球公转运动图的判读方法(1)公转方向的推断：依据公转与自转的方向一样及从北极俯视呈逆时针方向，从南极俯视呈顺时针方向。可结合地球自转方向及在南北极俯视状况推断地球公转方向。(2)二至日的推断：依据地轴和太阳的关系可推断，地轴北端倾向太阳(或地轴南端偏离太阳)为夏至日；反之，则为冬至日。(3)近日点、远日点的推断：依据二至日和地球位于公转轨道近、远日点的时间可推断夏至日地球位于远日点旁边，冬至日地球位于近日点旁边。考题展示下图为“由北极星方向俯视地球公转运动的两种示意图(甲乙丙丁表示二分二至点)”。据此完成(1)～(2)题。(1)当地球运行到左图中的远日点旁边时，其位置最接近右图中的(A)A．甲位置 B．乙位置C．丙位置 D．丁位置(2)当地球位于右图中的哪两个位置之间时，地球公转的速度先变快再变慢(C)A．甲乙 B．乙丙C．丙丁 D．丁甲[解析]第(1)题，由材料可知，依据地轴北段“右倾右冬、左倾左冬”知，右图中丙为冬至、甲为夏至，远日点为7月初，其位置最接近甲位置，A正确。第(2)题，丙为冬至，时间为12月22日，自丙至丁之间，地球经过近日点太阳公转速度最快，过了近日点公转速度变慢，C正确。一、单项选择题1．下列四幅图中，能正确表示地球自转方向的是(D)[解析]A项，中心极点为南极点，自转方向应为顺时针方向，图中为逆时针方向，A错。B项，中心极点为北极点，自转方向应为逆时针方向，图中为顺时针方向，B错。C项，西经度顺着自转方向增大，即西经度向东增加，与西经度变更规律相反，因此自转方向错误，C错。D项，西经度增加方向与地球自转方向相反，即西经度向西增加，与西经度变更规律相同，因此自转方向正确，D对。2．北京和广州两地的自转角速度和线速度相比较，正确的叙述是(C)A．两地的角速度和线速度都相同B．两地的角速度和线速度都不相同C．角速度相同，线速度广州大于北京D．角速度相同，线速度广州小于北京[解析]地球自转的角速度除极点为0外，其他各点均相等，为15°/小时，北京和广州两地的自转角速度相等；地球自转的线速度自赤道向极点渐渐减小为0，广州的纬度低于北京，线速度广州大于北京。故选C。下图为黄赤交角示意图，据此完成3～5题。3．图中表示黄赤交角和黄道平面的分别是(A)A．①③ B.②④C．①④ D．②③[解析]读图可知④为赤道平面，③为黄道平面，赤道平面和黄道平面的夹角即为黄赤交角，读图可知图中表示黄赤交角和黄道平面的分别是①和③，故A正确。4.下列关于黄赤交角的叙述，正确的是(C)A．黄赤交角的存在导致南北两极产生极光B．黄赤交角在不同