高中地理鲁教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第二节 地球公转的意义第一课时教案

第一单元  地球运动的意义

第二节　地球公转的意义

本节课的内容结合新课程标准的要求主要从以下几方面对地球公转的意义进行讲解。首先介绍了地球公转的特点：方向、轨道、周期、速度，增强学生对地球的认识，培养学生空间想象力。然后重点阐释了地球公转的意义：1、太阳直射点的回归运动。描述了太阳直射点回归运动的原因（黄赤交角的存在）黄赤交角的存在以及运动规律。2、正午太阳高度角的变化。详细介绍了正午太阳高度角的变化规律，通过活动探究，让学生认识地理在生活中的用处。3、昼夜长短的变化。分析了昼夜长短的判断以及变化规律。4、五带与四季的形成。介绍了五带的形成原因及划分，同时介绍了四季的形成原因以及不同地区四季的划分。

教学目标：

1.了解地球公转的方向、轨道、速度和周期。

2.理解黄赤交角以及影响。

3.熟练掌握正午太阳高度和昼夜长短变化的规律，提高判读光照图的能力。

4.学会运用地球公转的地理意义解决实际问题。

5.培养通过日常地理现象探究地理原理的意识，树立正确的宇宙观。

核心素养：

1.人地协调观：认识太阳高度、昼夜长短变化、节气及季节变化等对人类活动的影响。

2.综合思维：从空间和时间综合的角度分析黄赤交角、昼夜长短、太阳高度及季节等产生及其影响。

3.区域认知：从区域视角认识区域所在时区及自然地理特点。

4.地理实践力：通过生活体验或户外活动，认识太阳日出日落的方位、昼夜长短变化规律、太阳高度的变化规律等。

1.太阳直射点的移动规律。

2.正午太阳高度的变化规律。

3.昼夜长短的变化规律。

教师准备：课件、学案、投影仪等。

学生准备：结合学案课前预习。

第1课时

【老师】导入：同学们家里是否装有太阳能热水器？太阳能热水器应该怎样安装？为什么？

【学生】思考、自由回答

【老师】预知知答案，请听下面讲解

第一节 地球公转的意义（板书）

【老师】首先我们一起看看本堂课的教学目标

展示：教学目标

【学生】听讲、划重点 

【老师】提问：同学们知道地球是沿着什么方向公转的吗？首先先请同学们观看地球公转的视频演示，说出地球公转的方向和轨道形状。然后得出答案并举手回答。（播放视频）

【学生】观看、思考总结、举手回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，并补充展示

一、地球公转的特点（板书）

1、地球公转的方向、轨道（板书）

地球在自转的同时，还围绕着太阳由西向东公转，其公转轨道为接近正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上。

【老师】提问：我们如何根据地球的公转轨道判断时间？

【学生】思考、自由回答

【老师】拓展：公转轨道上二分二至日的判断

(1)日地距离法

如下图，A点日地距离较近，1月初应为冬至日稍后，B点日地距离较远，7月初应为夏至日稍后，再结合地球的公转方向判断C为春分日稍后，D为秋分日稍后。

(2)地轴倾向法(连线法)

①连接日心和地心，将该线作为太阳光线。

②该线与地球表面的交点为太阳直射点(因为太阳光线与该点的地球表面垂直)。

③观察该点所在的南北半球位置，若在北半球(B点)

则为北半球夏至日(太阳直射北回归线)，若在南半球

(D点)则为北半球冬至日(太阳直射南回归线)。

(3)垂线法(晨昏线法)

①过地心(图中圆心)作太阳光线的垂线；该线为晨昏线(晨昏线与太阳光线始终垂直，且其所在平面通过地心)。

②观察南北极的极昼极夜状况，若北极圈内出现极昼、南极圈内出现极夜(阴影代表黑夜)，则为北半球夏至日，反之为北半球冬至日。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】提问：那么地球公转周期多长？同学们观看地球公转周期的视频（播放视频），得出答案并举手回答。

【学生】观看、思考总结、举手回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，并补充展示：

2、地球公转的周期（板书）

地球公转一周所需的时间为365日6时9分10秒，称为1恒星年。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】提问：同学们知道地球的公转速度有多快吗？下面请同学们继续观看视频并查阅相关资料得出答案并举手回答。（播放视频）

【学生】观看、思考总结、查阅资料并举手回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，并补充展示：

3、地球公转的速度（板书）

随着地球公转，日地距离不断变化。每年1月初，地球位于近日点附近，公转速度较快；7月初位于远日点附近，公转速度较慢。          

角速度约为1〫/天。

线速度约为30km/秒。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】我们了解了地球公转的相关知识，那么地球公转产生了那些意义呢？

【学生】回答：太阳直射点的回归运动、正午太阳高度角的变化、昼夜长短的变化、五带与四季的形成

【老师】针对性的鼓励、表扬

提问：首先我们来学习太阳直射点的回归运动，同学们知道太阳直射点回归运动的形成原因吗？

【学生】回答：因为黄赤交角的存在

【老师】针对性的鼓励、表扬

提问：什么是黄赤交角？请同学们结合教材及视频演示得出答案，并举手回答（展示视频演示）

【学生】阅读、观看视频、思考、回答

【老师】针对性的鼓励、表扬、点评

二、太阳直射点的回归运动（板书）

1. 黄赤交角（板书）

①黄道平面:地球绕太阳公转的轨道平面。

②赤道平面:通过地心与地球自转轴垂直的平面。

③黄赤交角:黄道平面与赤道平面的夹角。

黄赤交角≈23〫26'（一定时期内基本不变）。

④黄赤交角的影响：由于黄赤交角的存在，随着地球在公转轨道上位置的变化，太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】提问：那么太阳直射点有什么样的移动规律？请同学们结合教材及视频演示得出答案，并举手回答（展示视频演示）

【学生】阅读、观看视频、思考、回答

【老师】针对性的鼓励、表扬、点评

2.太阳直射点的回归运动（板书）

夏至日：太阳直射点位于23〫26'N，此后太阳直射点逐渐向南移动

秋分日：太阳直射于赤道上，此后太阳直射点继续南移

冬至日：太阳直射点位于23〫26'S，此后太阳直射点开始向北移动

春分日：太阳又直射于赤道上，此后太阳直射点继续北移

【老师】接下来请同学们分小组合作讨论完成ppt上的合作探究，然后小组举手分享。

【合作探究1】探究太阳直射点的移动规律

1.       请在图1-2-5中标出二分二至日太阳直射点所在的位置，并用平滑的曲线接起来表示太阳直射点的移动轨迹。

2.在绘制的太阳直射点移动示意图中，标出元旦时太阳直射点所在的大致位置，并说明其移动的方向。

3.根据以上活动成果，归纳一年中太阳直射点的移动规律。

【学生】思考、合作探讨、小组代表回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，点评并展示参考答案

【参考】1、 2如下图

3、太阳直射点在南北回归线之间的周期性往返运动，其运动周期为365日5时48分46秒，叫做1个回归年。

 春分日太阳直射于赤道，此后太阳直射北移；夏至日太阳直射23〫26'N，直射点达到最北，此后太阳直射点逐渐向南移动；秋分日太阳又直射赤道，此后太阳直射点继续南移；冬至日太阳直射23〫26'S，直射点达到最南，此后太阳直射点开始向北移动，到次年的春分日太阳又直射赤道。

【学生】认真听讲

【老师】太阳直射点在南北回归线之间往返运动，引起正午太阳高度的变化，什么是太阳高度和正午太阳高度？

【学生】思考、自由回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，点评

三、正午太阳高度角的变化（板书）

1. 太阳高度角（板书）

太阳光线与地平面之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度。

2. 正午太阳高度角（板书）

一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的大小随着纬度和季节作有规律的变化。

拓展：太阳周日视运动

注意：当极圈内有地区出现极昼时，若是北半球出现极昼的地区则正北日出、正北日落(0时日出、24时日落)；若是南半球出现极昼的地区则正南日出、正南日落(0时日出、24时日落)。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】提问：认真观看视频演示，说出同一时刻正午太阳高度角随纬度的变化；并分别说出春分、夏至、秋分、冬至四个时刻正午太阳高度角随纬度的变化。请同学们结合教材得出答案，并举手回答（展示视频演示）

【学生】阅读、观看视频、思考、回答

【老师】针对性的鼓励、表扬、点评

3. 正午太阳高度角的变化

（1）纬度变化规律：

同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减；同一纬线正午太阳高度相等；与太阳直射点纬线的纬度差相等的纬线，正午太阳高度相等

①春分日和秋分日：太阳直射在赤道上，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减

②夏至日时：太阳直射在北回归线上，正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减

③冬至日时：太阳直射在南回归线上，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】继续认真观看视频演示和图示，说出同一地点正午太阳高度角随季节的变化规律以及不同纬度区正午太阳高度的变化幅度（展示视频演示和图示）

【学生】阅读、观看视频、思考、回答

【老师】针对性的鼓励、表扬、点评

②变化幅度

a.南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′.

b.回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′).

C.极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26.

【老师】接下来请同学们分小组合作讨论完成ppt上的合作探究，然后小组举手分享。

【合作探究2】探究正午太阳高度与物体影长的变化规律

某学校所在地纬度为20〫N，该学校的一地理活动小组为探究正午太阳高度与物体影长的变化规律，收集了以下资料：

1.学校的旗杆高度为16.88米。

2.不同时间测出的影长和推算出的正午太阳高度，如下表。

3.根据观测结果，归纳当地正午太阳高度的变化规律以及正午太阳高度角与物体影长的变化关系，试总结正午太阳角的计算方法。

【学生】思考、合作探讨、小组代表回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，点评拓展：

4. 正午太阳高度角的计算（板书）

方法一：

(1)公式：

(2)含义

①α：观测点的正午太阳高度

②H：参照物的高度

③L：参照物正午的影子长度

方法二：

(1)公式：H＝90°－两点纬度差

(2)含义

①H：观测点的正午太阳高度。

②两点：太阳直射点、观测点。

③纬度差：若两点在同一半球(如上图A、B两点），用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球（如上图B、C两点），将两点的纬度求和。

【学生】认真听讲、做笔记

【老师】下面请同学们完成练一练

【学生】做题、回答

【老师】针对性的鼓励、表扬，点评：

【学生】听讲、纠错

【老师】下面我们回归到课前的问题，太阳能热水器应该怎样安装？为什么？

讲解：其实太阳能的安装需考虑正午太阳高度角，正午太阳高度角其实在我们的现实生活中经常会利用到，同学么能举例说明吗？

【学生】思考、自由回答

【老师】针对性的鼓励、表扬学生，点评

5．正午太阳高度的应用

(1)确定地方时

当某地太阳高度达一天中最大值时，就是一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。

(2)判断所在地区的纬度

当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地的地理纬度。

(3)确定房屋的朝向

为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。

北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

(4)判断日影长短及方向

①太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。

②日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北(北极点除外)，冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南(南极点除外)，夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短(等于0)。

(5)计算楼间距、楼高

为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时，两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。

(6)计算热水器的安装角度

太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。

【学生】认真听讲

【老师】陈述：本节课的内容就上到这，下面通过习题检测同学们对本节课内容的掌握情况，请同学完成当堂检测的习题。并举手分享解题成果及思路方法。

1．2011年的春节是2月3日，这天地球处于下图中哪一点的位置(　　)

A．甲             B．乙            C．丙            D．丁

2．下列我国节日期间，地球公转速度最快的是(　　)

A．清明节         B．元旦          C．中秋节        D．国庆节

读“黄道平面与赤道平面的交角图”，回答第3题。

3．下列叙述正确的是(　　)

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．黄赤交角度数即是南北回归线的度数

读“某地正午太阳高度角年变化折线图”，完成4～6题。

4．根据该地正午太阳高度角年变化规律，判断该地点可能位于(　　)

A．北温带    B．南温带     C．0°～23°26′N之间    D．0°～23°26′S之间

5．在图中C处所表示的这一天，该地(　　)

A．夜长最短  B．正午旗杆的影子最短     C．气温最高   D．受太阳活动影响强烈

6．当海口(20°N)阳光直射井底时，该日(　　)

A．白昼达到一年中最长        B．海口正午太阳高度角达到一年中最大

C．该日过后太阳直射点将向北移     D．该日过后太阳直射点将向南移

下图为某游客于2018年6月22日在北京郊区(约40° N)某光伏发电产业园区一角拍摄的照片,该产业园通过租借农田,将农业生产和光伏产业有机结合。读图,回答7～8题。

7.拍摄者位于太阳能集热板的(　　)。

A.正南方  B.正北方  C.东南方  D.西北方

8.拍摄当日,太阳能集热板的倾角最接近(　　)。

A.17°  B.23°   C.35°   D.49°

9. 读某地二分二至日太阳视运动轨迹图，回答下列问题。

(1)分析图示不同日期太阳视运动的共同点：太阳______，原因是____________；太阳高度不断变化，____________是一天中最大值。

(2)尝试判断：

①该地位于________(南、北)半球。判断理由是________________________________。

②A代表______，B代表春分或秋分日，C代表________。判断理由：日出、日落时间和方位；________________________________________________________________________。

(3)C日时全球正午太阳高度的纬度分布规律是全球正午太阳高度由______向南北两侧递减；__________地区正午太阳高度达一年中最大值，____________地区达一年中最小值。

【学生】做题、举手分享

【老师】鼓励、表扬、纠错、释疑