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1课时教学设计及反思

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第1课时 地球公转与太阳直射点的回归运动
逐点探究(一) 地球公转的基本特征
[必备基础]
1．公转概念：地球绕太阳运行叫作公转，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。
2．公转方向：自西向东。如上图所示。
3．公转速度
4．周期：地球公转一周所需要的时间为365日6时9分10秒，即1恒星年。
[微点拨] 由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化，在(北半球)夏半年公转速度较慢，用时较多；而在(北半球)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。
[关键能力]
1．近、远日点与冬、夏至日的区别
(1)从时间上看：近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至日为6月22日前后。
(2)从在公转轨道上的位置看：近日点比冬至日靠东，远日点比夏至日靠东。
2．近日点、远日点的判定方法
[学科素养]
极昼和极夜是极圈内特有的自然现象。所谓极昼，就是太阳永不落，天空总是亮的；所谓极夜，就是太阳总不出来，天空总是黑的。在南极洲的高纬度地区，那里没有 “日出而作，日落而息”的生活节律，没有一天24小时的昼夜更替。南、北极点的极昼期时间长短不同，北极点极昼约为186天，南极点极昼约为179天，这与地球公转速度的变化有关。下图是极圈内某地极昼现象的图片。
[思考探究]
1．试从地球运动的角度分析极昼、极夜现象产生的原因。
提示：地球在沿椭圆轨道绕太阳公转的同时，还绕自身的倾斜地轴旋转。
2．分析地球公转速度变化的原因。
提示：地球的公转轨道是一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故地球在公转轨道上就存在一个近日点和一个远日点。在近日点公转速度最快，在远日点公转速度最慢。
3．探讨北极点极昼期比南极点极昼期时间长的原因。
提示：由于地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化，在北半球夏半年公转速度较慢，用时较多；而在北半球冬半年公转速度较快，用时较少。
[训练评价]
下图是地球公转的轨道示意图，图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均匀分成四等份。读图完成1～2题。
1．地球在公转轨道上运动所用时间最少的一段是( )
A．甲→乙 B．乙→丙
C．丙→丁 D．丁→甲
2．“嫦娥五号”于2020年11月24日从中国文昌航天发射场发射时，地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁地点最近的是( )
A．甲点 B．乙点
C．丙点 D．丁点
解析：1.A 2.A 第1题，甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道均分成四等份，根据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，公转速度最快，用时最少。第2题，据上题分析可知，甲→乙地球经过近日点，时间为1月初，则11月24日应接近甲点。
读地球公转速度随月份变化图，完成3～4题。
3．当地球公转速度为图1中N点时，地球位于图2中公转轨道的( )
A．甲点附近 B．乙点附近
C．丙点附近 D．丁点附近
4．当地球位于图2中公转轨道的甲点时( )
A．地球公转速度较乙、丙、丁点快
B．地球自转线速度加快
C．地球自转角速度减慢
D．太阳黑子数达一年中最大值
解析：3.C 4.A 第3题，读图，当地球公转速度为图1中N点时，此时公转速度最小，地球位于远日点，为7月初，故地球位于图2中公转轨道的丙点附近，故选C。第4题，地球位于图2中公转轨道的甲点时，此时靠近近日点，地球公转的角速度和线速度较乙、丙、丁点快，故A对。地球自转速度不随季节变化而变化，故B、C错。太阳活动与地球公转位置无关，故D错。故选A。
逐点探究(二) 太阳直射点的回归运动
[必备基础]
1．黄赤交角
(1)赤道平面：通过地心与地球自转轴垂直的平面。
(2)黄道平面：地球公转轨道平面。
(3)黄赤交角：赤道平面与黄道平面的交角，目前是23°26′。
[微点拨] (1)地球公转过程中，地轴的空间指向是不变的。(2)地轴与黄道平面的夹角为66°34′，其与黄赤交角互余。
2．二分二至日地球的位置(北半球)
春分日时地球在图中的eq \a\vs4\al(甲)位置，夏至日时地球在图中的eq \a\vs4\al(丁)位置，秋分日时地球在图中的eq \a\vs4\al(丙)位置，冬至日时地球在图中的eq \a\vs4\al(乙)位置。
3．黄赤交角的影响——太阳直射点的回归运动
[关键能力]
1．理解黄赤交角有关数据的相互关系
(1)α＝黄赤交角＝回归线的纬度数＝1/2太阳直射点移动的纬度范围＝1/2热带范围＝极昼(夜)的最大纬度跨度范围。
(2)β＝90°－2α＝北(南)温带范围。
(3)μ＝α＝90°－极圈的纬度数＝晨昏线移动的纬度范围＝北(南)寒带的纬度跨度。
2．黄赤交角变化对太阳直射点移动范围、速度及五带范围等的影响
3．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“三个基本不变两个变”。其含义如表所示：
4．在公转轨道图上判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。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向。)
第二步：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：如果直线指向北半球(北回归线)，为北半球夏至日，即图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为北半球冬至日，即图3中的C。
第五步：再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。
5．在太阳直射点回归运动图上判断二分日的方法
太阳直射点在赤道上，若由南半球进入北半球，此时为春分日(如图1)；若由北半球进入南半球，此时为秋分日(如图2)。
[学科素养]
广州从化北回归线标志塔位于广州市从化区太平镇油麻埔村三甲子坡地上，建成于1985年，总高30.25 m，是目前世界上南北回归线上高度最高、规模最大的一座标志塔。该塔塔身的形状像一枚火箭，直指蓝天，正面刻着贴金的“北回归线标志”六个大字，高度是23.5 m，与北回归线纬度相一致。塔顶是一个直径1.2 m的空心铜球，用不锈钢筒承托着，其圆孔的垂线与塔底中央嵌有一颗铜心相对，塔身是空心的，北回归线正从这里通过。在每年夏至日的中午12时26分，太阳光线会透过铜球的圆孔直射到塔内正中点，这个时候人立于塔底铜心，抬头仰望，从塔心及铜球的一个圆孔窥见苍穹，你会发现自己的影子消失无踪，一年仅此一次“立竿无影”的有趣景象。
[思考探究]
1．南、北回归线的纬度是根据什么确定的？
提示：因地球自转与公转的轨道平面不重合，二者之间存在着夹角，由此确定了南北回归线的纬度数。
2．站在北回归线标志塔下，连续两次看到太阳光线透过铜球的圆孔直射到塔内正中点的时间间隔是多少？
提示：应是一个回归年，即365日5时48分46秒。
3．夏至日我们参观从化北回归线标志塔，正午时站在北回归线南北两侧的两个人的影子朝向有何差异？
提示：站在北回归线北侧的正午影子朝北，而此时站在北回归线南侧的正午影子朝南。
[训练评价]
2020年10月23日上午10时，纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年大会在北京人民大会堂举行。据此结合图，完成1～2题。
1．10月23日太阳直射点的位置大约在( )
A．①②之间 B．②③之间
C．③④之间 D．④①之间
2．在纪念中国人民志愿军抗美援朝出国作战70周年大会后的十天内，关于太阳直射点移动的叙述正确的是( )
A．直射点一直在北半球
B．直射点先向北移动再向南移动
C．直射点一直在南半球
D．直射点先向南移动再向北移动
解析：1.C 2.C 第1题，读题图可知，当太阳直射点位于③时，为秋分日(9月23日前后)，当太阳直射点位于④时，为冬至日(12月22日前后)，所以10月23日太阳直射点的位置大约在③④之间。第2题，在2020年10月23日此后的十天内，太阳直射点位于南半球并正向南移动。
读地球上极昼边界纬度随时间的移动路径图，回答3～5题。
3．a是二分二至日中的( )
A．春分日 B．夏至日
C．秋分日 D．冬至日
4．b纬线的纬度是( )
A．0° B．23°26′
C．66°34′ D．90°
5．造成图中两个阴影面积大致相等的因素是( )
①地球自转 ②地球公转 ③黄赤交角 ④地方时
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：3.C 4.C 5.D 第3题，图示a位置为北极地区极昼从最大缩小到最小，过渡到南极地区出现极昼，故判断为秋分日。第4题，图示阴影区为极昼的边界，可知最高为90°， 最低是66°34′。第5题，地球的公转运动，引起了黄赤交角的存在，导致了太阳直射点的回归运动，南北两极地区出现了极昼极夜现象。
6．图1表示地球公转轨道和太阳的位置图，图2表示某日太阳照射地球示意图。读图完成下列要求。
(1)图1中，A、C两点中位于近日点附近的是________点。
(2)图1中，太阳直射点向北移动的时段有________(选择填空)。
A．A→B→C B．B→C →A
C．C→D D．D→A→B
(3)图2所示时间为北半球的________(节气)，此时太阳直射点位于________。此日到元旦，太阳直射点的移动方向是________。
解析：第(1)题，读题图可知，图中A点距离太阳最近，C点最远，位于近日点附近的是A点。第(2)题，每年的冬至日到第二年的夏至日，太阳直射点从南回归线向北回归线移动，由南向北移动，从图1看，A、B、C、D分别代表冬至日、春分日、夏至日、秋分日，太阳直射点向北移动的时段有A→B→C，故选A。第(3)题，读图2可知，此时太阳直射点位于南回归线，为北半球冬至日，冬至日为12月22日前后，元旦为1月1日，从冬至日到元旦，太阳直射点向北移动。
答案：(1)A (2)A (3)冬至 23°26′S 向北
[体系构建]
[学以致用]
1．中华文化源远流长、博大精深，择吉习俗是中国一项历史悠久的传统文化，它具有相当广泛的文化蕴含。择选吉日其根本就是寻找、确定用事活动的适宜时空点，能充分地把握天时、地利、人和以及由此之间的和谐关系所造成的适宜机遇，从而达到趋吉避凶、吉祥如意的结果。所谓“黄道”，本是一个天文学术语，指地球绕太阳公转的轨道平面与天体星座相交的大圆。这是一条波形路径，其中夏至日时太阳落在波形曲线的最高点，冬至日则座落于最低点。太阳日行一度，每天所在的位置都不同，它所在位置的旁边还有很多星座，太阳与这些星座形成某种局面可以影响地球上的人。有时是好的影响，称为吉；有时是坏的影响，称为凶。当太阳走到黄道某个位置上，并与星图形成吉祥影响力时，就是所谓的“黄道吉日”。
请思考：天文学中的“黄道”反映的是地球的什么运动？为什么古人依据“黄道”能辨识日期？
提示：天文学中的“黄道”反映的是地球围绕太阳的公转运动。古人将黄道划分为360°，太阳在“黄道”上每天移动1°，每天所在的位置不同，据此可以辨识日期。
2．英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克曾在著作中写道：“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。”黄赤交角变化速度很慢，在短时间内，黄赤交角可以视作不变。因黄赤交角的存在，地球在公转轨道的位置不同，地表接受太阳直射点存在着周年往复运动。
请思考：若黄赤交角变为24.5°，太阳直射的范围将会如何变化？
提示：太阳直射点在24.5°N～24.5°S之间移动，太阳直射范围将变大。
课标要求
结合实例，说明地球运动的地理意义。
素养解读
1.通过日常生活的观察总结，了解地球公转的基本特征，提高学生的地理实践力。
2.运用综合思维，理解黄赤交角的形成及其影响。
3.结合区域认知，分析与太阳直射点移动相关的自然现象。
时间
速度
公转位置
eq \a\vs4\al(1)月初
较快
近日点
eq \a\vs4\al(7)月初
较慢
远日点
从日期判断
每年1月初，地球位于近日点附近，每年7月初，地球位于远日点附近
从公转速度判断
地球在近日点附近时，公转速度(线速度、角速度)较快；反之，则较慢
从地球公转轨道的长轴和短轴判断
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
从直射位置判断
连接太阳和地球的中心，观察太阳直射的位置，若直射南回归线附近则位于近日点附近，若直射北回归线附近则位于远日点附近
从节日角度判断
元旦时接近近日点
含义
一轴
两面
三角度
一轴
地轴(自转轴，与赤道平面垂直)
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
黄赤交角
黄道平面与赤道平面的交角，目前为23°26′
地轴与黄道平面夹角
与黄赤交角互余，目前为66°34′
地轴与赤道平面夹角
90°
三个基
本不变
两个变
三个
基本不变
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附近
黄赤交角的大小基本不变，目前保持23°26′
地球运动的方向不变，总是自西向东
两个变
地球在公转轨道的不同位置，黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的