2024-2025学年新教材高中地理第1章地球的运动第1节地球的自转和公转学案中图版选择性必修1

PAGEPAGE13第一节地球的自转和公转课程标准素养目标任务设定结合实例，说明地球运动的地理意义。1．通过地球仪演示，说出地球自转的方向、周期及速度的改变。(地理实践力)2．通过视察或运用地球仪演示地球的公转特征，分析说明地球公转的特点。(地理实践力)3．分析说明太阳直射点回来运动的成因和运动规律。(综合思维)1．地球自转的方向是怎样的？地球自转的周期是多少？2．地球自转速度的分布规律有哪些？3．地球公转的轨道是什么样的形态？4．地球公转速度的有哪些特点？5.地球公转的周期是多少？6.什么是黄赤交角？什么是太阳直射点的运动？一、地球的自转1．概念：地球围绕其自转轴旋转的运动。2．地轴：地球的自转轴叫地轴，是一根假想的轴线。地轴的北端始终指向北极星旁边。3．自转方向：自西向东(如图A)。ABC(1)从北极上空视察，地球呈逆时针方向旋转(如图B)。(2)从南极上空视察，地球呈顺时针方向旋转(如图C)。4．速度(1)角速度：除南北极点为0外，其余各地均为每小时15°。(2)线速度：赤道上最大，由赤道向两极递减，两极点为0。[特殊提示](1)北极星四周的恒星呈逆时针方向绕北极星转动，角速度为每小时15°。(2)北极星的仰极高度等于当地的地理纬度。[图表点拨]教材P5图1－1－3，该图展示出：(1)图示为地球自转1小时，不同纬度自转的角度和弧长。(2)地球自转的角速度除南北极点外都相等，为每小时15°。(3)受纬线圈长度改变的影响，地球自转的线速度赤道处最大，自赤道向两极递减。[微思索]为什么航天放射基地选址尽量选择低纬度地区且向东放射？[提示]低纬度地区，地球自转线速度大，且地球自转方向为自西向东，有利于节约燃料。5．周期：由于参照点的不同，地球的周期可分为恒星日和太阳日。把恒星日和太阳日的参照物、长度、特点用线连接起来。二、地球的公转1．定义：地球围绕太阳旋转的运动。2．方向：自西向东，如图中箭头所示。3．轨道：近似正圆的椭圆形轨道，椭圆有两个焦点，太阳位于其中的一个焦点上。4．速度图中位置时间速度公转位置A点1月初较快近日点B点7月初较慢远日点[特殊提示]由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有改变，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。5．周期(1)恒星年：365天6时9分10秒，地球公转的真正周期。(2)回来年：365天5时48分46秒，太阳直射点的回来运动周期。[图表点拨]教材P8图1－1－7，该图展示出：(1)地球围绕太阳的公转轨道为近似正圈的椭圆形轨道，公转方向是自西向东(图中呈逆时针方向)。(2)地球公转过程中地轴的倾斜方向不变，其北端始终指向北极星旁边。(3)从时间上看，冬至日时地球位于公转轨道的近日点(1月初)旁边，公转速度较快；夏至日时地球位于公转轨道的远日点(7月初)旁边，公转速度较慢。(4)地球围绕太阳公转一周，相应地太阳直射点在南北回来线之间来回移动一次。6．黄赤交角(1)概念：黄道面与赤道面之间的夹角，即上图中B。(2)大小：目前黄赤交角是23°26′。[特殊提示](1)黄赤交角的大小确定了太阳直射点的范围。(2)黄赤交角的度数＝南北回来线的纬度数＝太阳直射点能达到的最北、最南纬度数。(3)极圈的度数＝90°－黄赤交角的度数。(4)若黄赤交角增大，则热带范围增大，温带范围减小，寒带范围增大。7．太阳直射点的回来运动(1)轨迹(以北半球为例)(2)周期：1回来年。推断下列说法的正误。1．我们日常生活中的一年是指一个恒星年。 ()2．我国大部分地区天气燥热的时候是地球公转距离太阳最近的时候。 ()3．我国国庆假期期间，地球公转的速度在变慢。 ()4．黄赤交角是固定不变的。 ()[提示]1．×我们日常生活中的一年是指一个回来年。2．×我国大部分地区天气燥热的时候是盛夏季节，此时地球公转到远日点旁边，距离太阳较远。3．×我国国庆假期期间，处于已过远日点但未到近日点的时期，故地球公转的速度在渐渐变快。4．×黄赤交角并不是固定不变的，目前度数为23°26′。地球自转和公转的特点2020年6月23日上午9时43分许，是我国第55颗北斗卫星，即北斗全球卫星导航系统最终一颗组网卫星放射的日子。位于大凉山腹地的西昌卫星放射中心成了世人瞩目的焦点。在此前的20年，也是在这里，我国先后放射了54颗北斗卫星。西昌卫星放射中心是北斗卫星的“母港”，20年来，全部的北斗卫星均在此处放射升空。问题1(区域认知)我国目前有四大航天放射基地，分别是山西太原、甘肃酒泉、四川西昌、海南文昌，与其他三个基地相比，文昌放射基地选址建设的最突出的优势条件是什么？[提示]人类的航天放射须要借助地球自转的线速度，纬度越低自转线速度越大，越有利于放射。四大基地中，文昌的纬度最低，是其突出的优势条件。问题2(综合思维)从地球自转的角速度看，我国四大航天放射基地的角速度有何特点？[提示]四大航天放射基地的自转角速度相等，均约为15°/时。问题3(综合思维)此次西昌卫星放射中心放射第55颗北斗卫星时，地球在公转轨道上的位置及公转的线速度如何改变？[提示]此时地球在公转轨道上正向远日点靠近，线速度渐渐变慢。地球自转和公转运动的特征地球自转和公转运动的特征既有相同点也有不同点，还有相关性，详细如下表所示：运动形式自转公转概念地球绕地轴的旋转运动地球绕太阳的运动方向自西向东(从北极上空俯视——逆时针；从南极上空俯视——顺时针)地轴空间指向空间指向不变，北端始终指向北极星旁边运动周期以遥远的恒星为参照点1恒星日＝23时56分4秒1恒星年＝365天6时9分10秒以太阳为参照点1太阳日＝24小时(昼夜交替现象周期)1回来年＝365天5时48分46秒(直射点回来运动周期)速度角速度除南北极点外，各地均约为15°/时(或1°/4分)平均约1°/天近日点快(1月初)远日点慢(7月初)线速度因纬度而异，自赤道(1670km/h)向两极(0km/h)递减平均约30km/s关系地球自转的平面(赤道平面)与公转轨道平面(黄道平面)目前存在23°26′的交角(黄赤交角)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。2．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。1．下图分别为地球自转线速度随纬度改变图(甲)和地球公转速度改变图(乙)。据此完成(1)～(2)题。甲乙(1)下列关于地球运动速度的描述，正确的有()①地球自转的线速度自赤道向两极递减②地球自转的角速度各处都相等③地球公转的线速度是匀称分布的④地球公转的线速度和角速度都是7月初最慢，1月初最快A．①②B．③④C．①④D．②③(2)甲图M点的纬度，乙图N点的月份分别是()A．30°1月 B．60°7月C．60°1月 D．30°7月(1)C(2)B[地球自转线速度由赤道向两极递减，赤道上最大，大约为1670km/h；60°纬线上大约是赤道上的一半，大约为837km/h，M点为60°(纬度)。地球自转的角速度除极点外各处都相等，极点上为0。地球公转的角速度和线速度都是7月初最慢，1月初最快，由此可知，N点的月份为7月初。]黄赤交角及其影响汕头北回来线标记塔位于广东省汕头市鸡笼山南麓。塔的上部是一个直径5米的空心地球模型，球心垂直贯穿始终径40厘米、长5米的不锈无缝钢管，可仰窥蓝天；塔的下半部四面以“北”字形的钢筋混凝土柱为依托；塔基是二层圆形平台，平台上从东向西用黑色大理石铺设一道黑线，象征着北回来线。标记塔设计新奇、造型独特，把地理科学和视觉形象有机地结合起来。当夏至正午时，立竿不见影，管窥睹骄阳，天象奇观任由探究。问题1(综合思维)南北回来线的纬度是依据什么确定的？[提示]因地球自转与公转的轨道平面不重合，二者之间存在着23°26′的夹角，由此确定了南北回来线的纬度数。问题2(综合思维)站在北回来线标记塔下，从立竿不见影到下次立竿不见影的时间间隔是多少？[提示]应是一个回来年，即365天5时48分46秒。问题3(地理实践力)游客参观北回来线标记塔时，在平台上站在黑色大理石铺设的黑线南北两侧时，正午影子朝向有何差异？[提示]站在黑线北侧的游客的正午影子一年中始终朝北，而站在黑线南侧的游客的正午影子一年中有时朝向北方，有时朝向南方。1．黄赤交角的特点黄赤交角的特点，可以概括为“一轴、两面、三角度”和“三个基本不变”。其含义如下：特点含义一轴地轴(自转轴，与赤道面垂直)两面黄道平面地球公转的轨道平面赤道平面地球自转的平面，与地轴垂直三角度黄赤交角黄道平面与赤道平面的交角，为23°26′地轴与黄道平面的夹角与黄赤交角互余，为66°34′地轴与赤道平面的夹角90°三个基本不变地轴指向地球在公转过程中，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大小黄赤交角的大小基本不变，目前保持23°26′运动方向地球运动的方向不变，总是自西向东2．太阳直射点的回来运动由于黄赤交角的存在，引起了太阳直射点在南北回来线之间的周期性来回运动，其运动周期为365天5时48分46秒，叫作1个回来年。太阳直射点的位置和季节移动可用以下图来表示：在公转轨道图上推断二分二至日的方法第一步：先确定出地球公转方向，如图1(可依据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)。其次步：在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如图2。第三步：作条直线连接左右两个球心，如图3。第四步：假如直线指向北半球(北回来线)，则为北半球夏至日，即图3中的A；假如直线指向南半球(南回来线)，则为北半球冬至日，即图3中的C。第五步：再依据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。图1图2图32．读黄道平面与赤道平面的交角图，回答(1)～(2)题。(1)下列说法正确的是()A．目前的黄赤交角是66°34′B．图中角α是黄赤交角C．地轴与黄道平面的交角就是黄赤交角D．黄赤交角度数即南北回来线的度数(2)为了探讨黄赤交角对地球自然环境的影响，假设黄赤交角变为0°，不行能出现的是()A．太阳终年直射赤道 B．全球全年无四季改变C．全球无温度改变 D．全球无五带划分(1)D(2)C[第(1)题，黄赤交角是黄道平面与赤道平面的交角，目前的黄赤交角的度数为23°26′，图中角β表示黄赤交角。第(2)题，即使黄赤交角变为0°，地球上不同纬度地区获得的太阳辐射也是存在差异的，温度从赤道向两极递减。]人地协调观——航天放射场选址条件(1)纬度条件：纬度低，地球自转线速度大，航天器的初始速度大，节约燃料，降低放射成本。(2)气象条件：晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于放射和跟踪。(3)地形、地势条件：地形平坦开阔，有利于跟踪观测；地势越高，地球自转线速度越大。(4)交通条件：内外交通便利，有利于大型航天装备的运输。(5)海陆位置：大陆内部气象条件好，隐藏性强，人烟稀有，平安性强；海上人类活动少，平安性强。(6)平安因素：出于国防平安考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处。放射地球同步卫星与地球自转亲密相关。依据所学学问回答1～3题。1．下列放射场中最有利于卫星放射的是()A．拜科努尔(46°N) B．肯尼迪(28°N)C．酒泉(40°N) D．库鲁(5°N)2．地球同步卫星放射时方向是向()A．东方B．西方C．南方D．北方3．地球同步卫星绕地球公转的速度与地面对应点的地球自转速度比较，它们()A．角速度和线速度都相同 B．角速度和线速度都不同C．角速度相同，线速度不同 D．角速度不同，线速度相同本题组通过放射地球同步卫星的案例，主要考查了卫星放射与地球速度、方向等特征在航天放射场选址上的应用，体现了地理学科的地理实践力。为了充分利用地球自转的线速度，卫星放射场应尽量选择低纬度，且向东放射。1.D2.A3.C[第1题，地球同步卫星需借助地球自转线速度，放射地点地球自转线速度越大，越有利于地球同步卫星的放射。上述四个选项中，库鲁纬度最低，其自转线速度最大，最有利于卫星放射。第2题，地球的自转方向为自西向东，为借助地球自转线速度，卫星放射一般向东放射。第3题，地球同步卫星在地球某点上空飞行，在飞行过程中相对于地球表面某点静止，角速度相同；圆周运动物体运行线速度与转动半径呈正比，地球同步卫星绕地球公转的半径大于地球半径，线速度较地面对应点大。]课堂小结课堂速记1．地球自转的方向为自西向东，从北极上空视察，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空视察，地球呈顺时针方向旋转。2．地球自转的角速度除南北极点为0外，其余各地均为15°每小时；地球自转线速度赤道上最大，由赤道向两极递减，两极点为0。3．每年1月初，地球位于近日点，每年7月初，地球位于远日点。从近日点到远日点地球公转的速度越来越慢，从远日点到近日点地球公转的速度越来越快。4．黄道面与赤道面之间存在一个交角，称为黄赤交角，目前黄赤交角是23°26′。黄赤交角造成太阳直射点在南北回来线之间回来运动。题组1地球的自转读图，回答1～3题。ABCD1．上面的四幅图中能正确表示地球自转方向的是()A．A图B．B图C．C图D．D图2．①②③④四点中，线速度最大的是()A．①点B．②点C．③点D．④点3．(生活中的地理)在②地某天文台视察一恒星，于2020年9月23日20时将天文望远镜对准该恒星，若望远镜不做任何变动，则9月24日再次观测到该星的时间是()A．20时 B．20时3分56秒C．19时3分56秒 D．19时56分4秒1.A2.A3.D[第1题，A图为地球侧视图，依据图中“N”的标注位置，自转方向为逆时针方向；A图对，B图不对。C、D为俯视图，以北极点为中心，地球呈逆时针方向旋转，以南极点为中心，地球呈顺时针方向旋转；C、D图都不对。第2题，①点位于赤道旁边，纬度低，线速度大。第3题，再次观测到该恒星的时间间隔为1恒星日，即地球自转的真正周期，时长是23时56分4秒。]题组2地球的公转读地球公转的二分二至日图，回答4～5题。4．图中字母C所代表的节气名称是()A．春分B．秋分C．冬至D．夏至5．下列有关我国国庆节前后太阳直射点和地球公转速度的叙述，正确的是()A．地球公转到AB之间，且速度减慢B．地球公转到BC之间，太阳直射点在北半球C．地球公转到CD之间，且速度渐渐加快D．地球公转到DA之间，太阳直射点在南半球4.D5.D[第4题，依据太阳直射点的位置推断，A、B、C、D依次为北半球冬至、春分、夏至、秋分。第5题，我国国庆节(10月1日)前后，地球公转到秋分与冬至之间，太阳直射南半球，且公转速度在渐渐加快。]6．地轴与地球公转轨道面之间的夹角并不是始终不变的，它始终有着微小的改变。若地轴与地球公转轨道面之间的夹角如下图所示，则下列说法正确的是()A．寒带范围缩小 B．温带范围会扩大C．热带范围保持不变 D．热带范围会扩大D[若地轴与地球公转轨道面之间的夹角如图所示，则黄赤交角是23°28′，黄赤交角变大，热带范围扩大；黄赤交角变大，极圈的度数减小，则寒带的范围会扩大；热带、寒带范围扩大，温带范围会缩小。]教材P4探究地球自转：天空中日月星辰东升西落是地球自西向东自转产生的。太阳东升带来了白昼，西落带来黑夜，白天太阳先是持续上升，然后持续下降，则黑夜太阳先是持续下降，然后持续上升，太阳的周日运动产生的昼夜更替现象也说明白地球的自转。地球公转：温带一年春夏秋冬四季更替，说明地球围绕太阳以一年为周期进行公转运动。一年中正午太阳高度的改变，也说明地球围绕太阳以一年为周期进行公转运动。教材P5阅读太阳同人类生活关系最亲密，古代人“日出而作，日落而息”，昼夜交替的周期是太阳日，因此人们最关切的时间是太阳日。恒星日同人们日常生活、自然昼夜改变的规律关联不大。教材P6思索地球自转和公转的方向及地轴指向相同；地球自转和公转的周期、速度等不同。教材P6阅读四季温度确定于太阳照耀角度和照耀时间，对于北半球而言，远日点时，北半球中午阳光照耀地面角度大，光热集中，且白昼时间较长，地表接收太阳辐射能量多，故北半球为夏季；近日点时，北半球中午阳光照耀地面角度小，且白昼时间短，地表接收太阳辐射能量少，故北半