地球的自转和公转-高效课堂课件

第一章

地球的运动第一节地球的自转和公转中图版·选择性必修一探索怎么证明地球的自转和公转？1851年，“傅科摆”实验中，人们通过观察“傅科摆”，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。巴黎万神殿“傅科摆”目录地球的自转12地球的公转PART01.地球的自转地球的自转

地球围绕其自转轴旋转的运动地球自转

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形态观察地球自转思考：地球绕什么旋转？地轴的北端指向哪里？地球（水平侧视）的自转方向是什么？地轴北极星附近自西向东地球自转

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方向

1.归纳地球自转的一般特点：运动形式旋转中心方向周期自转东西地轴自西向东右手回握法：右手拇指指向北极，四指回握方向即地球自转方向。地轴北极星侧视图2.从北极上空和从南极上空看地球，地球自转方向的表现有什么差异？顺时针逆时针NS北逆南顺北极俯视南极俯视NS逆时针顺时针北极上空南极上空地球自转

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方向

3.地球自转为什么有两个不同的周期？哪一个是地球自转360°的周期？选定的参考点不同，太阳日的参照点为日地中心连线，恒星日的参照点为同一恒星与地心连线。恒星日地球自转________，时间是____________，

太阳日地球自转________，时间是_______。(3)地球自转的真正周期为_______。360°360°59′23时56分4秒24时恒星日恒星道地球公转轨恒星日太阳日太阳βαNA4.为什么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。地球自转

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周期

思

考天文爱好者小明某日晚上20:00用天文望远镜观测到了26光年外的织女星，若观察设备不动，小明第二天几点能再次在天空同一位置观测到织女星？答案：19点56分4秒地球自转过程中，极点可以看作是不动的，其他各地都在做圆周运动。如何描述圆周运动的物体的速度？地球自转

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速度

角速度线速度地球自转

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速度

角速度概

念：单位时间内转过的弧度。（α）计算方法：ω

=

α

/

t分布规律：除两极点外，任何地点的自转角速度都等于15°/h，（极点角速度＝0）。ααl1l20°60°线速度概

念：单位时间内经过的弧度长度。（l）计算方法：v

=

l

/

t分布规律：由赤道向两极递减，赤道最大，极点线速度＝0。地球自转

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速度A纬度线速度分布规律：由赤道向两极递减，赤道最大，

极点线速度＝0。同纬度海拔

越高，线速度越快。“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”分别计算赤道和北纬60°地球自转线速度，说明它们有什么关系？Rrθ地心赤道N任一纬线的自转线速度＝纬线圈周长自转周期纬线圈周长＝2πr＝2πR·cosθ＝40000·cosθ

千米60°纬度的自转线速度约为赤道的一半。60°纬线圈周长＝40000·cos60°

千米

＝20000千米自转周期相同课堂探究10°60°地球自转

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速度为什么南北极点既无角速度也无线速度？旋转半径小，线速度小旋转半径大，线速度大因为地轴是不旋转的，极点在地轴上，所以极点不自转。读图分析：在A地观察北极星的仰角（高度角）与该地纬度的关系。Aαθ12提示：北极星高度角：北极星平行光线与地平面的夹角。（）地平面的绘制：过A点作A点与地心连线的切线。结论：α

=1

=θ北极星仰角＝当地纬度数注：南半球看不到北极星α课堂探究2α思考：为什么恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动?这些恒星的运动方向是怎样的？6小时中，这些恒星在天空中转动了多少角度呢？北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系?

在中国科学院国家天文台兴隆观测站，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，得到的一张绚丽星轨照片。2011年11月兴隆观测站拍摄到的星轨照片课堂探究3北极星相对地平线的高度=拍摄地点的纬度，纬度越高，北极星的高度越大，北极点北极星的高度最大为90°。1.为什么恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动?2.这些恒星的运动方向是怎样的？3.6小时中，这些恒星在天空中转动了多少角度呢？4.北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系?地球自转中心是地轴，而地轴一端始终指向北极星附近，所以拍摄的星轨途径绕北极星作圆周运动。逆时针方向90度课堂探究3课堂探究4从地球运动角度思考，为何美国、法国在赤道附近建发射场？应该向哪个方向发射呢？中国在哪里发射能够获得更大的初速度？美国圣马科发射场和法国库鲁发射场的位置示意圣马科发射场（美国）库鲁发射场（法国）赤道附近自转线速度大，卫星飞出地球时可以获得更大的初速度，可以增加卫星的载荷。应该朝向东方发射理论上讲应该在中国的最南端，但最南端是曾母暗沙是岛礁，没有足够的空间建设卫星发射站，因此我们中国最南的发射站是在海南岛的文昌。课堂探究4从地球自转的速度，思考海南文昌卫星发射中心与其他几个卫星发射中心相比有什么突出优势？文昌还有哪些优势？这里纬度低，自转线速度比较大，卫星初速度大，可以增加载荷。还有海运优势方便运输大型器材；周边都是大海，人口少，对人们的生产生活影响小。地球的自转方向速度周期侧视北极上空南极上空角速度线速度恒星日太阳日小结俯视PART02.地球的公转地球围绕太阳旋转的运动地球的公转

观察地球公转近似正圆的椭圆不是匀速旋转方向相同思考：地球公转的轨道是什么形状？地球公转是匀速的吗？地球公转和自转有什么相同点？地球公转

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轨道和速度地球公转

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轨道和速度7月初日地距离：1.52×108

km角速度：57‘/d线速度：29.3km/s远日点近日点1月初日地距离：1.47×108km角速度：61‘/d线速度：30.3km/s太阳在一个焦点上速度最慢速度最快距离远，引力相对较小，速度慢距离近，引力相对较大，速度快f1f2O地球公转轨道是椭圆地球公转的平均线速度约为每秒30米。地球公转的平均角速度为每日1°。地球公转

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轨道和速度AB思考：地球公转过程中由A点到B点的过程中公转速度的变化趋势是什么？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？先变慢，在7月初远日点时速度最慢，然后变快。近日点和远日点的日地距离差异对地球温度的影响非常小，造成地球四季温度变化的主要原因是太阳直射点的回归运动。地球公转

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周期回归年：太阳两次通过春分点的时间间隔，365天5小时48分46秒，太阳为参照（实际生活应用）恒星年：太阳中心连续两次通过地球与某一恒星连线的时间间隔，365天6小时9分10秒，恒星为参照（真正周期）一年西方公历：古埃及人创立，后经改造，协调平均历年与回归年的长度。耶稣诞生为元年。平年365天，闰年366天，4年一闰，满百年少闰一次，但到第400年再闰一次……使平均历年与回归年相适应。中国农历：取月相的变化周期为月的长度，加入干支历“二十四节气”成分，参考太阳回归年为年的长度，通过设置闰月以使平均历年与回归年相适应。运动形式自转公转旋转中心方向

周期角速度线速度地球自转和公转的异同地轴太阳恒星日：23时56分4秒太阳日：24小时恒星年：365日6时9分10秒由赤道至两极递减；赤道最大，极点=0；60°纬线约为赤道的一半。自西向东,北逆南顺近日点速度最快远日点速度最慢除极点外（极点＝0）,任何地点都相等，约15°/h。比较归纳自西向东近日点速度最快远日点速度最慢观察视频思考：什么是黄道面？什么是赤道面？黄赤交角的度数是我们生活中熟悉的哪条纬线的度数？地球公转

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黄赤交角赤道面：地球自转的轨道面，过地

心与地轴垂直，不是匀速黄道面：地球公转的轨道面黄赤交角：黄道面与赤道面之间的交角，大小23°26′=回归线度数地球公转

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黄赤交角地球公转

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黄赤交角一轴两面三角度66˚34’23˚26’黄道平面赤道平面一轴：指地轴两面：指黄道面和赤道面三角度：

（1）黄赤交角23

26

（2）地轴与黄道面的夹角为66

34

（3）地轴与赤道面的夹角为90

地球公转

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太阳直射点太阳直射点：是地球表面接受太阳垂直照射的点太阳直射点的位置：是地心与日心连线和地球球面的交点。地球公转

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太阳直射点二分二至日地球的位置示意图（北半球）近日点远日点注意：冬至日和近日点并不是重合的，同样夏至日和远日点也并不是重合的NNNN夏至春分秋分冬至地球的公转（侧俯视）课堂探究5结合教材绘图步骤和视频动画，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。结合教材绘图步骤和视频动画，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。春分(3.21)夏至(6.22)秋分(9.23)冬至(12.22)0。春分(3.21)●●●●●画图提升23。26'N23。26'S方法指导公转轨道图上二分二至日的判断先确定出地球公转方向，如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如图2。作条直线连接左右两个球心，如图3。如果直线指向北半球，为北半球夏至日，即图3中的A；

如果直线指向南半球，为北半球冬至日，即图3中的C。再根据二至日的位置和公转方向，确定D春分日和B秋分日。小结地球的公转运动特征黄赤交角方向速度周期黄赤交角太阳直射点的回归运动3.10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1.关于地球自转的叙述,正确的是(

)A.就线速度而言,北京小于深圳;就角速度而言,北京大于深圳B.新加坡与上海的角速度相等C.南北极点线速度为零,但角速度最大D.纬度越低,线速度越小课堂检测2.正当地球公转到了远日点附近时,悉尼的季节应为(

)A.春季B.夏季

C.秋季

D.冬季4.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BDCA课堂检测ABC①D②5.读“地球公转示意图”，ABCD