湘教版湘教版必修1第一章 宇宙中的地球第三节 地球的运动第1课时教学设计

第三节　地球的运动

第1课时　地球运动的基本规律

学习目标：1.了解地球自转的方向、周期及速度。(重点)2.了解地球公转的轨道形状、方向、周期及速度。(重点)3.理解黄赤交角及其产生的意义。(重难点)

一、地球的自转

1．方向

甲图　　　　　乙图　　　　　丙图

2．周期

3．速度

(1)角速度：地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同，大约是15°/时。

(2)线速度：由于纬度不同而有差异，自赤道向两极递减。

二、地球公转的基本特征

1．轨道

地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。

2．特点

(1)公转轨道：近似正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上。

(2)方向：自西向东，与地球自转方向相同。

(3)周期：为1年，约为365日6时9分。

(4)速度：

三、黄赤交角

1．定义：赤道面与黄道面的夹角。

2．角度关系：

(1)地轴总是与赤道面垂直，地轴与黄道面的夹角约为66.5°，与黄赤交角二者互余。

(2)南北回归线的度数＝黄赤交角的度数；南北极圈度数＝90°－黄赤交角度数。

3．影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动，并且有如下规律：

太阳直射点在南北回归线之间往返运动一周需要的时间为365日5时48分，称为1回归年。

(1)以恒星为参照物，地球自转一周360°，所需时间为24小时，即1太阳日。               (　　)

(2)地球上任何地点的自转角速度都相同。 (　　)

(3)地球自转的线速度随纬度增加而降低。 (　　)

(4)随着地球在公转轨道上位置的变化，地表接受太阳垂直照射的点就会改变。               (　　)

(5)当地球位于近日点时，下列说法正确的是 (　　)

A．是北半球的夏至 B．是北半球的冬至

C．地球公转速度最慢 D．地球公转速度最快

提示：(1)×　以太阳为参照物，地球自转360°59′，所需时间为1太阳日，即24小时；以恒星为参照物，地球自转360°，所需时间为1恒星日，即23时56分4秒，1恒星日是地球自转一周的真正周期。

(2)×　地球表面除南北极点外，任何地点的自转角速度都相同，为15°/时。

(3)√　由于纬线长度从赤道向两极递减，因此地球自转的线速度随纬度增加而降低。赤道上的线速度最大，极点为零。

(4)√　随着地球在公转轨道上位置的变化，地表接受太阳垂直照射的点(简称太阳直射点)就会改变，引起太阳直射点在南北回归线之间往返移动。

(5)D　[当地球位于近日点时，公转速度最快，位于远日点时，公转速度最慢。]

材料一　　　　　　   　　送瘟神

毛泽东

绿水青山枉自多，华佗无奈小虫何！

千村薜荔人遗矢，万户萧疏鬼唱歌。

坐地日行八万里，巡天遥看一千河。

牛郎欲问瘟神事，一样悲欢逐逝波。

材料二　地球自转角速度和线速度示意图

问题1　(区域认知) 毛泽东的诗句“坐地日行八万里”中的“地”是指何处？60°N纬线圈上的线速度是多少？二者有什么关系？

提示：赤道。赤道上地点的线速度大致为1 670千米/小时，一天大约4万公里。60°N上地点的线速度大约为赤道的一半，即837千米/小时。 

问题2　(区域认知)地球自转的线速度由赤道到两极有什么变化规律？南北两极点的角速度和线速度是多少？

提示：地球自转线速度由赤道向两极递减。南北两极点既无自转角速度也无自转线速度。

[归纳总结]       地球自转线速度的分布及影响因素总结          

(1)极点的角速度和线速度均为0。

(2)纬度相同的两点，自转的速度相同(海拔相同的情况下)。

(3)60°纬线上的线速度是赤道上线速度的一半。

(4)赤道上空的同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同，均为15°/h，卫星运行的线速度大于地面上的对应点的线速度。

(5)影响地球自转线速度变化的因素：

1．读图，完成(1)～(2)题。

(1)图中A、B、C、D各点中，地球自转线速度最大的是(　　)

A．点A　　　　 B．点B

C．点C D．点D

(2)图中A、C、D、E、F各点中，地球自转角速度与B点相同的个数是(　　)

A．7个 B．5个

C．3个 D．1个

(1)A　(2)B　[第(1)题，地球自转线速度由赤道向两极递减，所以A点自转线速度最大。第(2)题，除去南、北极点之外，地球各地自转角速度均为15°/小时，所以其他各点的角速度都与B相同。]

材料一　黄赤交角示意图和太阳直射点的移动示意图

黄赤交角示意图      太阳直射点的移动示意图

甲　　　　　　　　　　　　乙

材料二　英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道：“黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间，准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。”这个周期变化早在1911年巴黎国际天文历大会上就已经公布了。  

问题1　(综合思维)黄赤交角反映了地球哪两种运动之间的关系？

提示：自转运动和公转运动。

问题2　(综合思维)黄赤交角的大小是恒定不变的吗？其目前是多大？

提示：不是，黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间。目前是23.5°。

问题3　(综合思维)太阳直射的范围与黄赤交角有何关系？若黄赤交角变为24.5°，太阳直射范围将会如何变化？

提示：太阳直射的范围相当于黄赤交角的二倍，在24.5°N～24.5°S之间移动。太阳直射范围将变大。

[归纳总结]                                                  

1．黄赤交角的特点

黄赤交角是地球的自转轨道平面和公转轨道平面的夹角，其本质是一个面面角，其在静止和绕日的运动中具有不同的特点，具体如下：

(1)静态特征：一轴、两面、三角度

(2)动态特征：两个变、三个基本不变：

2.黄赤交角的影响

(1)决定太阳直射点在南北回归线之间的回归运动，太阳直射点的移动规律如下图所示：

(2)决定回归线和极圈的纬度：

黄赤交角的度数＝南、北回归线的纬度。

极圈的纬度＝90°－黄赤交角的度数。

3．黄赤交角变化的影响

当黄赤交角变化时，回归线和极圈的度数就发生相应变化，从而引起直射点移动范围和五带范围的变化。其变化规律如表所示：

2．下图是地球赤道与公转轨道的示意图。读图，回答(1)～(3)题。

(1)图中能表示黄赤交角的是(　　)

A．①　　 B．②　　　　

C．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(　　)

A．春分 B．夏至 

C．秋分 D．冬至

(3)确定南北回归线的度数是依据(　　)

A．日地距离 B．黄赤交角

C．地球自转周期 D．地球公转速度

(1)A　(2)B　(3)B　[第(1)题，黄赤交角是地球自转轨道面(赤道面)和公转轨道面的夹角，从图中看出①表示该夹角。第(2)题，从图中看出，此时太阳直射北回归线，应为北半球夏至日。第(3)题，黄赤交角的度数和回归线的纬度数是相等的，与极圈的纬度数互余。]

人地协调观：认识航天发射场选址条件

(1)纬度条件：纬度低，线速度大，航天器的初始速度大，节省燃料，降低发射成本。

(2)气象条件：晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪。

(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，隐蔽性强，人烟稀少，安全性强；海上人类活动少，安全性强。

(6)安全因素：出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处。

2019年我国一共进行了34次火箭发射活动，成为本年全世界发射火箭数量最多的国家。其中最令世界瞩目的成果是嫦娥4号月球探测器成功着陆月球背面，成为全球第一个将探测器发射到月球背面的国家。下图为我国四大航天基地位置图，读图回答(1)～(2)题。

(1)相对于海南文昌卫星发射中心，酒泉卫星发射中心的优势主要在于(　　)

A．降水少，晴天多，发射窗口期长

B．纬度低，地球自转线速度大，可节省燃料

C．空中及海上交通都很方便，便于运输

D．人口稀少，发射后残骸不易危及人们安全

(2)相对于海南文昌卫星发射中心，酒泉卫星发射中心的不利条件是(　　)

A．地形平坦开阔，不利于国防安全

B．深居内陆，交通不便

C．纬度较高，燃料和成本相对较高

D．基础设施不完善，技术更新相对落后

(1)A　(2)C　[第(1)题，海南文昌位于季风气候区，多阴雨天气，而酒泉位于我国西北内陆，气候干旱，晴天多，有利于航天发射。第(2)题，海南文昌卫星发射中心纬度低，自转线速度大，可以节省燃料和成本，而酒泉卫星发射中心相比较则纬度较高，不具备这一优势。]

(教师独具)

国庆放假7天，小明乘火车从南昌到北京参加国庆70周年庆典，国庆70周年庆典于北京时间10月1日进行。完成1～2题。

1．我们日常生活中所说的一天是指(　　)

A．地球自转的真正周期 B．地球公转的周期

C．一个恒星日 D．一个太阳日

2．火车行进时，经过地的地球自转线速度总体变化是(　　)

A．越来越快　　　 B．先变快后变慢

C．越来越慢 D．先变慢后变快

1.D　2.C　[第1题，我们日常生活中所说的一天是24小时，是一个太阳日；地球自转的真正周期是一个恒星日，即23时56分4秒；地球公转周期是一年。第2题，地球自转线速度从赤道向两极递减，从南昌到北京是向高纬度方向行进，自转线速度总体变化是越来越慢。]

读下面四幅示意图，回答3～4题。

3．上图中，能正确表示黄赤交角的是(　　)

A．① B．②

C．③ D．④

4．若黄赤交角由现状变为23°31′，下列现象中不会出现的是  (　　)

A．北极圈的度数变为66°29′

B．地球上太阳光直射的范围增大

C．寒带范围变小

D．地球上温带范围减小

3.B　4.C　[第3题，黄赤交角是地球赤道平面与公转轨道面(黄道平面)之间的交角。第4题，黄赤交角的存在及其大小，决定了太阳直射点的移动与移动范围。若黄赤交角由现在的23.5°变为23°31′，就会导致南、北回归线的纬度数由23.5°变至23°31′，所以太阳直射的范围会增大。会使热带、寒带范围增大，温带范围减小。]

(教师独具)

教材P16～17活动

1．用一个小的球体进行模拟，以太阳为参照物时，地球自转一周，实际上是大于360°(约为360°59′)的，如果以太阳以外的恒星为参照物，地球自转360°就完成了一个自转周期，其演示方法和原理如下图所示：

当地球位于E1时，太阳、某恒星(★)、地心、某地点(P)位于同一直线上。

当地球位于E2时，P又位于同一恒星和地心的连线上，此时地球已自转360°。从E1到E2为一个恒星日。

当地球位于E3时，P又位于太阳与地心的连线上，地球自转360°59′。自E1到E3为一个太阳日。

2．如下表所示：

3.利用原子表做成的原子钟，比如铯原子钟等等，这种计算时间的方法非常精确。精确的时间尺度对于科学研究非常有价值，比如在研究超短、超快过程当中的应用，如飞

秒激光器等等，如果时间精度达不到飞秒，那么可能会造成很多物理过程无法精确测量。

教材P17活动(上)

1．如下表所示：

2.各地线速度和角速度随纬度变化的一般规律是：线速度是赤道最大，两极为0，由赤道向两极递减；角速度是地球表面除南北两极点为0外，任何地点的角速度都相等，为15°/h。