1.1地球的自转和公转特征（课件）高二地理（中图版2019选择性必修1）

中图版选择性必修一

自然地理基础第一章

地球运动

第一节

地球的自转和公转地球在宇宙中围绕太阳运动课程标准结合实例，描述地球的运动教学目标运用示图，说明地球自转和地球公转的相关概念，如方向、周期、速度、远日点和近日点及黄

赤交角等，提高识图能力和空间想象力，提升区域认知素养。运用示意图，描述地球自转周期中太阳日与恒星日的差异，建立空间概念，提升综合思维能力。描述地球自转和地球公转过程以及太阳直射点移动过程，认识黄赤交角，归纳太阳直射点的时

间变化规律，提升逻辑思维、综合思维及获取有用信息的地理实践力。结合生活中的地理现象，说明地球自转和公转与人类的密切关系，树立人地协调观。1探索怎么证明地球在自转？1851年,“傅科摆”实验中，人们通过观察“博科摆"，看到摆动方向沿顺时针方向缓缓转动。这种摆动方向的变化，说明观察者所在的地球在沿着逆时针方向转动，地球上的观察者才看到相对运动现象，从而证明了地球存在自转。巴黎先贤祠的“傅科摆”实验场景思考：请你分别说出地球自转和公转所产生的

地理现象，并尝试着进行简单解释。地球自转：

昼夜交替；时间差异；

地表水平运动物体偏向地球公转：

昼夜长短的变化；

正午太阳高度的变化；

四季的变化和五带的形成这是一张星轨照片，是拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达数小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片。

请思考：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？2.北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什

么关系？新课导入：转自的球地011.定义:地球绕地轴的旋转运动。东西北极星一.地球自转的基本特征2.自转中心：地轴

①假想轴；

②过地心与赤道垂直

③北端始终指向北极星附近

（观测北极星的仰角=当地的地理纬度数N）北极星与地面的夹角=当地的纬度纬度越高的地方，观北极星的仰

角越大；纬度越低的地方，观北极星的仰

角越小；南半球看不到北极星思考：什么叫地球运动？它绕谁运动？地轴指向有什么特点？问题：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？2.北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？地轴的北端始终指向北极星附近，地球围绕地轴自转；地球上的人们感觉不到地球的自转，在北半球观察，恒星似乎围绕北极星附近的某点呈逆时针方向作圆周运动。北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。设问：在地球上为什么看到日月星辰总是东升西落？设问：坐在行驶的汽车上，为什么看见树木往后倒退？物体间的相对运动方向差异——参照物3.方向:

自西向东北极俯视：

方向旋转南极俯视：

方向旋转面向赤道：

方向旋转逆时针北极逆时针南极顺时针顺时针逆时针逆时针→南顺北逆思考：1.地球运动

方向是怎样的？2.从北极上空和从南

极上空看地球，地

球自转旋转方向有

什么差异？侧视：自西向东北极俯视：逆时针南极俯视：顺时针1.下列四幅图能正确表示地球自转方向的是（）随堂演练：参考点参考点1太阳日：24时1恒星日：23时56分4秒（真正的周期）（日常的一天）思考：

1.太阳日和恒星日分别以什么事物为参照物？2.为什么太阳日和恒星日的周期会不同？恒星日演示太阳日演示阅读地球自转的周期思考：3.为什么大部分地区选择太阳日为一天进行时间的计算？恒星日是某地所在经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔：为23时56分4秒。太阳日是某地所在经线连续两次通过日地中心连线的时间间隔：为24时。参照物自转角度时间内涵恒星日太阳日距地球遥远的某一恒星360°23时56分4秒自转真正周期太阳360°59′24时昼夜交替的周期（1）太阳日：两次看到太阳的时间间隔（2）恒星日：两次看到同一恒星的时间间隔4.地球自转的周期(3)大部分地区选择太阳日为一天进行时间的计算因为古代人们日出而作、日入而息，太阳影响着昼夜更替，更适合人们在生活中计算时间。习题演练下图为恒星日和太阳日示意图，图中S示意太阳，甲、乙、丙被视为同-恒星。读图，完成下列问题。1.从E1至E3:位置，地球自转了

A.90°

B.180°

C.360°

D.360°59'2.某一遥远的恒星A在该日23：00位于图中的位置，那么第二天该恒星处于星空同样位置最接近的时间

A.23:04

B.23:56

C.22:56:04

D.21:52甲乙丙DC习题演练3．下图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。据图判断，摄影师拍摄的地点位于(

)A．低纬地区 B．中纬地区C．北极附近 D．南极附近4．今晚20:00，小王从天文望远镜中欣喜地看到织女星，若保持望远镜位置和方向不

变，明晚小王想再次在望远镜中看到织女星，应该什么时刻看？A.20：00

B.19：56：04

C.20：56：04D.20：03：565.该地可能位于下列哪个城市附近（

）A.海口B.北京C.上海D.昆明下图为我国某中学地理研究性学习小组野外宿营时，同学们把照相机固定，对准北极星附近的星空，长时间曝光，得到的北极星附近星辰运动轨迹的照片。据图回答1～4题。1.图像最能反映()

A.地球公转

B.地球自转

C流星运动

D.恒星运动2.某一遥远的恒星A在该日22:00

位于图中的位置，那么，第二天该恒星处于星空同样位置最接近的时间是（）

A.23:04

B.23:56

C.21:56

D.21:523.图像中心和该恒星的视运动方向分别为()

A.北极星、逆时针

B.天顶、顺时针

C.天顶、逆时针

D.北极星、顺时针4.照片中北极星附近星辰运动轨迹呈圆形，主要原因是

A.地球绕地轴旋转，同时还绕太阳公转

B.地轴指向北极星附近，地球绕地轴旋转

C.地球绕地轴旋转，太阳东升西落运动

D.地轴指向北极星附近，地球绕太阳公转B.A.C.B.思考1.什么是角速度？2.什么是线速度？5.地球自转的速度角速度=弧度/时间=线速度=弧长/时间a

L1

L2

角速度:做圆周运动的物体,在单位时间

内转过的角度

如图a线速度:做圆周运动的物体,在单位时间内

转过的弧长。如图L1

、L2360°24时=15°/h5.地球自转的速度角速度：除南北两极点为0外，

各处都相等,均为15°/h线速度：由赤道向两极递减.赤道最大

→1670千米/h；两极点为0

两极点既无角速度，也无线速度

1思考1.地球自转角速度和线速度由赤道至

两极有什么变化规律？2.南北两极点的角速度和线速度分别

是多少？BAA’B’纬度低、海拔越高，线速度越大1．航天发射基地为什么多选择在低纬

度地区，并且选择海拔较高的地区？2．在航天发射时为什么总是向偏东方

向发射？3.比较地球同步卫星和地面的点角速度

和线速度？【合作探究】角速度相同，同步卫星

的线速度比地球大与地球自转方向同步（1）影响地球自转线速度的因素：①纬度:纬度相同，线速度相同;

纬度越低，线速度越大.②海拔：海拔越高，线速度越大

思考：影响地球自转线速

度的因素有哪些？戊(2)线速度的应用1利用线速度判断南北半球线速度向北递减为北半球，

向南递减为南半球。2利用线速度判断中高低纬度0°—1670km/h30°—1447km/h60°—837km/h3利用线速度判断纬度、海拔高低纬度相同的两地，海拔越高线速度越大。纬度60°的线速度是赤道的一半思考：如何运用线速度来

判断地理事项？自转线速度0—837km/h→高纬度837—1447km/h→中纬度1447—1670km/h→低纬度习题演练下图为地球自转等速度线分布示意图，R、T在同一纬线上。据此完成1～2题。

1．该区域所在的位置是(

)A.南半球低纬度

B.北半球中纬度C.南半球中纬度D.北半球高纬度2．R点地形最有可能是(

)A.丘陵

B.盆地C.山地

D.高原RT1500km/h1480km/h1460km/h3.下列关于地球自转速度的叙述，正确的是(

)

A.广州与北京的线速度相等

B.广州与北京的角速度相等

C.广州的线速度小于北京的线速度

D.广州的角速度大于北京的角速度B4..读下图，回答下列问题。(1)请在图中N处附近画出地球的自转方向。(2)图中A.B、C三点,线速度的大小关系

是____________；角速度的大小关系是

_____________(3)A点自转一周所需的时间

为__________________A<C<B相等23时56分4秒小结：一.地球的自转定义地球绕地轴旋转，叫做地球自转方向自西向东东西（北逆南顺）周期1太阳日、1恒心日（真正的周期）速度角速度、线速度.地球的自转运动思考：1.从提高火箭残骸坠落的安全性方面考虑，文昌发射基地有何地理位置

的优势？文昌发射基地东面濒临大海，即使有残骸坠落，能保障安全问题，它砸中船只的可能性小。思考：2.与酒泉、西昌、太原等较高纬度的发射基地相比，从海南文昌基

地发射运载火箭，同型号火箭的推力会增加10%左右。分析造成

这一现象的原因。文昌发射基地距离赤道近、纬度低，发射卫星时充分利用地球自转的离心力，所需能耗较低，线速度也更快。思考：3.选择酒泉、西昌、太原等较高海拔的地区为发射基地的原因。①高原地形，海拔高，地球自转线速度大，发射卫星时初速度大；②能耗较低，速度也更快。1拓展：航天发射基地选址的条件(1)纬度位置:纬度越低，地球自转线速度越大，越有利于节省燃料。(2)气候条件:气候干旱，降水稀少;天气晴朗，能见度高。(3)地形条件:地形平坦开阔，地势相对较高(平坦开阔利于地面设

备跟踪测控,地势高则地球自转的线速度较大)。(4)气象条件:尽量选择晴朗天气多、大气污染轻、透明度高的地区。(5)地质条件:地质稳定。(6)交通位置:要有便利的交通条件，有利于大型设备的运输。(7)安全条件:航天基地应布局在人口密度较小的地区，以保证安全。卫星发射方向：自西向东发射，与地球自转方向一致春春游芳草地夏赏绿荷池秋饮黄花酒冬吟白雪诗产生四季变化的原因是什么？转公的球地02春分3.21夏至6.22秋分9.23冬至12.22地球绕太阳的运动，叫作地球的公转同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东思考：什么叫地球的公转？

它绕谁公转？其公转方

向是怎样的？地球公转演示一.地球公转的一般特点1.概念地球绕太阳的运动，叫作地球

公转2.方向：自西向东北极俯视：逆时针旋转南极俯视：顺时针旋转地球公转演示1从北极上空看，呈逆时针从南极上空看，呈顺时针3.公转轨道地球公转轨道是近似正圆的椭圆轨道，椭圆有两个焦点，太阳位于椭圆的一个焦点上。地轴特点：地轴是倾斜的，空间指向

不变，北端指向北极星附近。思考：地球公转轨道有什么特点？太阳

位于椭圆中心吗？地轴指向有变化吗？ACBD冬至12月22日春分3月21日夏至6月22日秋分9月23日近日点1月初远日点7月初4.公转速度：

近日点最快；远日点最慢远日点时间：（7月初）日地距离：1.521亿km角速度：57’/d线速度：29.3km/s太阳直射：北半球（夏季）公转速度：最慢近日点：时间：（1月初）

日地距离：1.471亿km

角速度：61/d

线速度：30.3km/s

太阳直射：北半球（冬季）

公转速度：最快思考：地球公转速度在远日点

快还是近日点快？为什么？1.47亿千米1.52亿千米自7月初—1月初→公转速度逐渐加快自1月初—7月初→公转速度逐渐减慢日地平均距离：1.5亿千米1阅读近日点和远日点

地球公转的轨道为椭圆形，造成日地距离不断发生变化。由于日地距离的变化，太阳对地球的引力也发生变化：地球距离太阳最近时，公转的角速度和线速度都较大；地球距离太阳最远时，公转的角速度和线速度都较小。

地球于每年1月初经过公转轨道的近日点，7月初经过远日点。自1月初到7月初，地球离太阳渐远，公转速度逐渐减慢；自7月初到次年1月初，地球距太阳渐近，公转速度逐渐加快。当地球位于近日点时，公转速度最快，角速度和线速度均超过它们的平均值。当地球位于远日点时，公转速度最慢，角速度和线速度均低于它们的平均值。但两者的差异并不大，因为地球轨道接近圆形，所以日地距离的变化也是微小的。思考：为什么地球在近日点时北半球为冬天，在远日点时北半球为夏天？

冬至日太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最小，白昼最短，获得太阳辐射热量最少，气候寒冷，进入冬季，近日点距冬至日相距8天，所以在近日点时北半球为冬天；

夏至日，太阳直射南回归线，北半球正午太阳高度最大，白昼最长，获得太阳辐射热量最多，气候炎热，进入夏季，远日点距夏至日相距8天，所以在远日点时北半球为夏天。1阅读近日点和远日点

地球公转的轨道为椭圆形，造成日地距离不断发生变化。由于日地距离的变化，太阳对地球的引力也发生变化：地球距离太阳最近时，公转的角速度和线速度都较大；地球距离太阳最远时，公转的角速度和线速度都较小。

地球于每年1月初经过公转轨道的近日点，7月初经过远日点。自1月初到7月初，地球离太阳渐远，公转速度逐渐减慢；自7月初到次年1月初，地球距太阳渐近，公转速度逐渐加快。当地球位于近日点时，公转速度最快，角速度和线速度均超过它们的平均值。当地球位于远日点时，公转速度最慢，角速度和线速度均低于它们的平均值。但两者的差异并不大，因为地球轨道接近圆形，所以日地距离的变化也是微小的。思考：北半球每年夏半年（从春分日到秋分日）的日数为186天，冬半年（从秋分日到次年春分日）的日数为179天。造成这种日数差异的原因是什么？由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化，北半球的夏半年公转速度较慢，用时多；而北半球的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。远日点(7月初)日地距离:1.521亿km角速度:57'/d线速度:29.3km/s近日点(1月初)日地距离:1.471亿km角速度:61'/dd线速度:30.3km/s5.公转周期思考：地球公转的真正周

期的时间长度是多少？地球公转一周的时间是1年。1恒星年：365日6时9分10秒，地球公转的真正周期。1回归年：365日5时48分46秒，太阳直射点回归运动的周期以天空某恒星作为参照物。以太阳作为参照物。太阳连续两次通过春分日的时间间隔。活动分析认识地球公转的周期

地球公转轨道全长约9.4亿千米。由于人们是在地球上观察公转，所以通常视地球不动，而以太阳在黄道上绕转一圈为标准。由于选取的参照点不同，地球公转的周期有恒星年与回归年之分。

恒星年是太阳中心连续两次通过地球与某一恒星连线的时间间隔，为365天6时9分10秒。恒星年是地球公转的真正周期。

回归年的度量太阳连续两次通过春分点的时间间隔，是以春分点为参考点的。，为365天5时48分46秒，即一个回归年。现行的公历就是按回归年的长度制定的，平年为365天，闰年为366天。查阅有关文献，解释为什么恒星年和回归年有时间差。差异：回归年的时间短于恒星年20分23秒原因：恒星年是地球围绕太阳公转360°为一周，不考虑地球自

转轴变化的影响，只考虑地球公转。回归年以地球视角下太

阳连续两次通过春分点的时间间隔，是以春分点为参考点，

当地球自转轴发生改变时，太阳在地球上的轨迹也会轻微改

变。即回归年受地球自转轴和公转两者共同影响，而恒星年

只受公转影响，无论地球自转轴如何改变都不会影响其时间。1.定义：地球围绕太阳的运动。2.特征(1)方向:自西向东(2)轨道:近似正圆的椭圆形轨道，太阳位

于其中一个焦点上。

(3)公转周期

恒星年：365天6时9分10秒，地球公转的真正周期。

（地球公转一周所用的时间）

回归年：365天5时48分46秒，太阳直射点的回归运动周期。(4)速度小结：一、地球公转的基本特征北极上空看，呈逆时针南极上空看，呈顺时针1.下列四幅表示地球绕日公转示意图中正确的是()D①②③④A.①②

B.②③

C.③④

D.②④习题训练2．读地球自转线速度随纬度变化图(图甲)和地球公转速度变化图(图乙)。图甲M点的

纬度、图乙N点的月份分别是(

)

A．30°1月

B．60°7月

C．60°1月

D．30°7月解析:由M点自转线速度约为赤道处的一半可以推断其纬度约为南北纬60°；由N点地球公转速度最慢可以推断其位于远日点附近，时间约为7月初。B及角交赤黄03其影响二.黄赤交角及其影响思考：什么是黄赤交角？目前其度数是多少？地轴的空间指向有无变化？黄赤交角有什么特征？(1).定义：地球公转轨道平面(即黄道平面)同赤道平面的交角。(2).大小：目前的黄赤交角是23°26′。(3)地轴的空间指向：不变。始终指向北极星附近1.黄赤交角(4).特征:

①黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围。

②黄赤交角＝回归线的度数

③黄赤交角与极圈度数互余，

即极圈的度数=90°—黄赤交角的度数。

2.黄赤交角的影响：北半球夏至日（6月22日前后）

太阳直射北纬23°26’。思考：北半球夏至日，太

阳直射哪条纬线？读图观察得出结论：之后,太阳直射点逐渐南移,到了秋分日（9月23日前后），太阳直射赤道.思考：北半球春秋分日，

太阳直射哪条纬线？读图观察得出结论：黄赤交角的影响至冬至日（12月22日前后），太阳直射南纬23°26′。之后，太阳直射点逐渐北返，春分日（3月21日前后），

太阳直射赤道。思考：北半球冬至日，

太阳直射哪条纬线？读图观察得出结论：绘制太阳直射点回归运动示意图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。动一动手：北回归线南回归线赤道春分夏至秋分冬至次年春分1回归年=365日5时48分46秒（3）太阳直射点回归运动的周期2.黄赤交角的影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动思考：1.黄赤交角的存在

产生的影响是什么？2.太阳回归运动的周期

的时间长度是多少？(2)轨迹（以北半球为例）(1)影响：→现行公历，按回归年划分的，平年365天，闰年366天(4)移动规律：①太阳直射点始终在南北回归线之间来回移动；②南北回归线之间地区，太阳每年直射两次；

从冬至日到夏至日，太阳直射点向北移动；

从夏至日到冬至日，太阳直射点向南移动③南北回归线上，太阳每年各直射一次：

夏至日太阳直射北回归线；冬至日太阳直射南回归线④太阳直射点大概1个月移动8个纬度，4天约移动纬度1°问题：请你概括总结太阳直射点的移动规律？1读图1—1—7，填写表：

日期

太阳直射点的位置

太阳直射点移动方向春分日3月21日前后夏至日6月22日前后秋分日9月23日前后冬至日12月22日前后赤道赤道北回归线南回归线向北移动向南移动向南移动向北移动随堂演练：1.12月8日太阳直射哪条纬线？1月6日太阳直射哪条纬线？2.5月22日太阳直射哪条纬线？7月22日呢？3.6月8日太阳直射哪条纬线？4.5月1日劳动节，太阳直射点向哪里运动？在哪个半球？5.12月25日圣诞节，太阳直射点向哪里运动？在哪个半球？6.10月22日和2月22日太阳是否直射在同一条纬线上？

其直射点的纬度是多少？7.6月8日和7月6日，太阳是否直射同一条纬线？其直射点的纬度是多少？8.在下图中标注地球公转方向、自转方向和二分二至日。

20°S15°26′N20°N向北运动

在北半球向南运动

在南半球7°26′N20°N9.如图,当地球在公转轨道上运行至位置P时,

太阳在地球上的直射点在(

)A.赤道上B.北回归线上C.赤道与南回归线之间 D.赤道与北回归线之间10.地球自转时(

)A.赤道上的角速度和线速度均比高纬地区快B.地球上所有地点的自转角速度都相同C.赤道的线速度最大,向两极逐渐递减D.在地球南北两极只有角速度,而无线速度DC习题演练1.10月1日这一天,太阳直射点(

)A.在北半球,并向北移动 B.在北半球,并向南移动C.在南半球,并向南移动 D.在南半球,并向北移动2.下列日期中,地球公转速度较快的是(

)A.1月1日

B.10月1日

C.5月1日

D.8月1日3.读右图：（1）此时太阳直射哪条纬线？

（2）图中正值什么节气？（3）该日以后，太阳直射点往______(北/南）移动？

在______(北/南）半球？赤道/0°纬线秋分日（9月23日）南南案例研究地球自转速度变化的原因思考：

搜集资料，用你学过的地理学知识，尝试着提出你自己关于地球自转速度变化原因的假说。

现代科学研究表明，地球的自转速度并不是固定不变的。据推测，在地球形成之初，地球的自转周期仅有4小时。现在已经推算出，距今5亿年前的寒武纪晚期，自转周期为20.8小时，至泥盆纪（距今4.192亿～3.589亿年）增至21.6小时，石炭纪（距今3.589亿～2.989亿年）为21.8小时，三叠纪（距今2.5217亿～2.013亿年）为22.7小时，白垩纪（距今1.45亿～0.66亿年）为23.5小时，古近纪（距今0.66亿～0.2303亿年）为23.7小时，目前为24小时。这足以说明当时的地球自转速度比现在快得多，即当时的一天比现在短。

地球的自转速度并不是一直变慢，也有以变快为主的阶段，但减慢是主要趋势。而关于地球自转速度变化原因的各种理论解释目前还都是假说。

德国哲学家、天文学家康德认为，月球和太阳的引力造成的潮汐从东向西冲击地壳，而地球的自转方向是自西向东。潮汐与地壳的摩擦，阻碍地球的自转，使地球自转速度变慢。还有科学家认为，地球自转速度变化的根本原因仍然来自地球的内部。地球密度大的物质在重力作用下，不断向地球内部集中，这种运动使地球自转速度加快。而岩浆活动、火山喷发等过程使地幔物质流向地表，也会引起地球自转速度的变化。

有学者从地球本身的角度来解释，如地球自转速度的变化与南极有关。南极大陆的冰盖在减少，重量在减轻。这样，地球失去了平衡，影响了自转速度。但是，这种变化是单向的，它不可能既给地球自转加速又给地球自转减速。还有一种解释是季风影响地球自转。有科学家计算过，每年通过季风从大陆转移到海洋，又从海洋转移到大陆的空气，重量竟达300万亿吨。这么大重量的物质从地球一处转移到另一处，足可以影响地球的重心，改变地球的角动量分布，从而使地球自转发生加速或减速变化。2018年6月，美国科学家采用新方法推算出14亿年前月地距离为34万千米，比现在近4万多千米。月球与地球相伴已有45亿年，目前正以每年3.82厘米的速度远去。月球逐渐远去影响了地球的自转。研究人员说，对地球来说这就像旋转的滑冰运动员逐渐伸开手臂，旋转的速度随之放慢。

石英钟的发明，使大们能更准确地测量和记录时间，通过石英钟记时观测日地的相对运动，发现在一年内地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转变慢，秋季加快。科学家经过长期观测认为，引起这种周期性变化的原因是与地球上大气和冰的季节性变化有关。此外，地球内部物质的运动，如重元素下沉，向地心集中，轻元素上浮、岩浆喷发等，都会影响地球的自转速度。

除了地球自转外，地球公转也不是匀速运动。这是因为地球公转的轨道是一椭圆，最远点与最近点相差约500万千米。当地球从远日点向近日点运动时，离太阳越近，受太阳引力作用越强，速度越快。由近日点到远只占时刚相反运行速度减慢知识归纳作业题1.比较地球自转和公转的差异。P10地球自转和公转比较表

运动方式

旋转

中心