高中地理人教版 (2019)选择性必修1 自然地理基础第一节 自转和公转教学设计及反思

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（图片导入）地球、星系、星云图

   地球已经自转了45亿年，它的初始动力来自于哪里？

   很久以前，人们一度认为地球上之所以有白天和黑夜，是因为太阳围着地球转动，然而随着科学的发展，人们逐渐认识到这种说法是错误的，实际上，地球一直在自转才是造成日夜交替现象的真正原因。于是人们开始探索由此引发的下一个问题，即：地球已经自转了45亿年，它的初始动力来自于哪里？

   对于这个问题，牛顿曾说地球自转是因为“被踢了一脚”，是谁“踢”的这一脚呢？牛顿的答案是：上帝。大家都知道，虽然牛顿提出的这种观点，可以完美地解释宇宙万物为何可以如此有条不紊的运行，但是这种观点却是不可证伪的，因此不在现代科学的研究范围内。那么从科学的角度来看，如果要说地球自转是因为“被踢了一脚”，那么是谁“踢”的这一脚呢？

   由于现在还没有制造出时间机器，我们并不能回到45亿年前进行实地勘察，所以科学家只有根据之前总结出来的自然规律，以及观测到的各种现象来推测这个问题的答案。就目前来看，在诸多理论中，“星云假说”在科学界得到的认同度是最高的。

让学生思考并引出地球运动

 导出地球的自转和公转

讲授新课

（承接）同学们， 我们每天看到太阳东升西落，星辰不断变化，昼夜不断交替，这些与地球运动有什么样的关系呢？今天我们来学习地球的自转与公转。

一、地球的自转

（图片导入）地球自转示意图

1．概念：地球绕其自转轴的旋转运动。

在茫茫宇宙中，地球与其他星球一样，都处在不断的运动之中。

2．地轴

指向: 北端始终指向北极星

特点：

过地心、垂直于赤道平面、北端指向北极星、假想轴

3．自转方向

思考

如果从北极上空看地球，它是作顺时针方向旋转，还是作逆时针方向旋转？

如果从南极上空看，情况又是怎样呢？

（图片导入）地球自转方向侧视和俯视图

4．自转周期

（图片导入）太阳日和恒星日图

（1）选定的参考点不同

（2）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_______。         

5.自转速度

（图片导入）角速度和线速度图

角速度: 单位时间转过的角度(ɑ)。

线速度: 单位时间转过的弧长(│)。

（图片导入）角速度和线速度弧线图

思考：

1.地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？

2.南北两极点的角速度和线速度分别是多少？

角速度 ：　除南北两极外，约为 15°/时

线速度：自赤道向南北两极递减。赤道上最大，极点线速度为0.

课堂探究1：（图片导入）赤道和北纬60°关系图

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？

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°纬线圈周长＝40000·cos60千米

             ＝20000千米

任一纬线的自转线速度=40000*cosθ/24≈1670*cosθ                                 

60°纬度的自转线速度约为赤道的一半。

思考：除了纬度以外，还有什么因素影响线速度的大小？

（图片导入）地球海拔高低模拟图

结论：在纬度相同情况下，海拔越高的地方自转线速度越大。

地球自转速度的分布规律及影响因素

纬度相同，线速度相同；

纬度越低，线速度越大 ；

海拔越高，线速度越大 ；

（图片导入）我国四大卫星发射场相关图

想一想：发射航天器为什么在低纬度地区比较合适?一般向哪个方向发射?为什么?

低纬度地区自转线速度大,地球自西向东自转,在低纬度地区向东发射可获得较大的初速度,节省燃料。

课堂探究2: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。

（图片导入）地球自转及北极星图

提示：

1.北极星高度角：北极星平行光线与地平面的夹角。 

2.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

  2011年11月一个晴朗无月的夜晚，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6小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片。

想一想：为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动？

 北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？

（图片导入）在兴隆观测站拍摄的星轨照片

二、地球的公转

（图片导入）地球公转运动图

1．概念：地球绕太阳的运动。

2.方向：自西向东，北极上空，呈逆时针。

（图片导入）地球公转运动图

3.周期：地球公转一周的时间是1年。

如果以太阳作为参照物，1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年。

如果以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒，称为恒星年，这是地球公转的真正周期。

4.轨道特点

（图片导入）地球运动轨道图

地球公转的轨迹叫作公转轨道，它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。

远日点

时间：（7月初）

日地距离：1.521亿km

角速度：57’/d

线速度：29.3km/s

公转速度：最慢

时间：（1月初）

近日点

日地距离：1.471亿km

角速度：61/d

线速度：30.3km/s

公转速度：最快

B→A 角速度和线速度都减慢

开普勒第二定律

（图片导入）地球公转速度图

开普勒行星运动第二定律，也称等面积定律，指的是太阳系中太阳和运动中的行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过相等的面积。

（图片导入）地球公转轨道图

思考：春分点和秋分点把地球公转轨道等分为两部分。通常年份，北半球的夏半年(春分日至秋分日）的日数为186天，冬半年的日数为179天，为什么？

北半球的夏半年，地球经过远日点，公转速度较慢，所用时间长；冬半年，地球经过近日点，公转速度较快，所用时间短，因此夏半年的日数比冬半年多。

三、黄赤交角及其影响

（图片导入）黄赤交角图

1．黄赤交角的含义：赤道平面与黄道平面之间的夹角，目前为23°26′。

梳理概念

一轴：地轴

两面: 指赤道平面与黄道平面

三角度：

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为 66°34′

地轴与赤道平面的夹角为90°

黄赤交角＝回归线的度数。

黄赤交角与极圈度数互余。

2．影响——决定太阳直射点的回归运动

（图片导入）太阳直射点图

直射光线：垂直照射地表的光线。（只有一条）

直射光线延 长线过地心

(1)太阳直射点的移动

（图片导入）地球公转运动和夏至日光照图

北半球夏至日（6月22日前后）太阳直射北纬23°26’。之后，太阳直射点逐渐南移。

（图片导入）地球公转运动和春分、秋分日光照图

到了春分日（3月23日前后），太阳直射赤道，之后，太阳直射点逐渐北移。

到了秋分日（9月23日前后），太阳直射赤道，之后，太阳直射点逐渐南移。

（图片导入）地球公转运动和冬至日光照图

至冬至日（12月22日前后），太阳直射南纬23°26′。之后，太阳直射点逐渐北返。

(2)周期：一个回归年，即365日5时48分46秒。

（图片导入）地球公转周期图

活动：绘制太阳直射点回归运动示意图

按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹:

1.在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线；

2.在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点；

3.结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。

（动画演示）太阳直射点的移动轨迹图

春分到夏至历时三个月（90天)，移动的纬度数是23°26′，那太阳直射点每4天左右移动1个纬度。

90天÷ 23°26′

﹦3.8297872≈4天

（动画演示）太阳直射点的南北移动图

读图回答：

1.南北回归线之间的地区一年有几次太阳直射？

两次

2.南北回归线上一年有几次太阳直射？

一年一次

3.北回归线以北，南回归线以南地区一年有几次太阳直射？

没有太阳直射

学生看图并回答概念

学生看图并回答地轴

让学生看图回答自转方向

让学生看图回答自转周期

让学生看图回答.自转速度

学生分组讨论课堂探究1

让学生看图回答概念

让学生看图回答方向

让学生看图回答周期

让学生看图回答轨道特点

让学生看图回答黄赤交角的含义

让学生看图回答影响——决定太阳直射点的回归运动

让学生学会分析问题

让学生学会看图分析问题

让学生学会归类问题

让学生学会解决问题

让学生学会看图分析问题

让学生学会学以致用，用前面知识来分析问题。

课堂小结

第一节   地球的自转和公转

一、地球的自转

1．概念：地球绕其自转轴的旋转运动。

2．地轴

3．自转方向

4．自转周期

5.自转速度

二、地球的公转

1．概念：地球绕太阳的运动。

2.方向：自西向东，北极上空，呈逆时针。

3.周期：地球公转一周的时间是1年。

4.轨道特点

三、黄赤交角及其影响

1．黄赤交角的含义：赤道平面与黄道平面之间的夹角，目前为23°26′。

2．影响——决定太阳直射点的回归运动

(1)太阳直射点的移动

(2)周期：一个回归年，即365日5时48分46秒。

板书

第一节   地球的自转和公转

一、地球的自转

1．概念

2．地轴

3．自转方向

4．自转周期

5.自转速度

二、地球的公转

1．概念

2.方向

3.周期

4.轨道特点

三、黄赤交角及其影响

1．黄赤交角的含义

2．影响