高中自转和公转导学案

这是一份高中自转和公转导学案，共13页。学案主要包含了地球的自转，地球的公转，黄赤交角及其影响等内容，欢迎下载使用。

一、地球的自转
1．概念：地球绕其自转轴的旋转运动。
2．地轴：地球的自转轴，北端始终指向北极星附近。
3．自转方向：自西向东(如图A)。
A B C
(1)从北极上空看，呈逆时针方向旋转(如图B)。
(2)从南极上空看，呈顺时针方向旋转(如图C)。
4．自转周期
5.自转速度
(1)自转角速度：除南北极点外，任何地点均为15°每时。
(2)自转线速度：因纬度不同而有差异，赤道最大、两极最小。
[特别提醒] 地球自转周期中的太阳日是人们日常的计时单位，是指太阳东升西落再东升的周期，对人类活动影响明显，而恒星日是地球自转的真正周期。
二、地球的公转
1．概念：地球绕太阳的运动。
2．方向：自西向东，如图中“→”所示。
3．公转周期 ——1年
4.轨道特点：近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。
5．公转速度
[特别提醒] 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，用时多；而(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。
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。
[图表点拨] 教材第5页图1.5，该图展示出
(1)地球公转轨道为椭圆形轨道；(2)地球围绕太阳公转的方向是自西向东，公转时地轴的空间指向不变；(3)黄赤交角为23°26′；(4)地轴与黄道平面的夹角为66°34′，其与黄赤交角互余。
(1)我们日常生活中的一天是指一个太阳日。( )
(2)地球上各点自转角速度都相等，自转线速度从赤道向两极递减。( )
(3)黄赤交角是固定不变的。( )
(4)太阳直射点的回归周期是地球公转的真正周期。( )
(5)下列日期时，地球公转速度较快的是( )
A．冬至日 B．春分日
C．秋分日 D．夏至日
提示：(1)√ 我们人类根据太阳日安排我们日常的生活、生产活动，因而日常生活中的一天就是指一个太阳日。
(2)× 地球表面各点的自转角速度除两极点外，任何地点的角速度都相等；自转线速度大致是从赤道向两极递减。
(3)× 黄赤交角并不是固定不变的。
(4)× 地球绕日公转的真正周期是一个恒星年，为365日6时9分10秒。
(5)A [在地球的公转轨道上，地球位于近日点时，公转速度快，对应时间为1月初，冬至日与其最近。]
2020年06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后一颗组网卫星发射的日子。位于大凉山腹地的西昌卫星发射中心成了世人瞩目的焦点。在此前的20年，也是在这里，我国先后发射了54颗北斗卫星。西昌卫星发射中心是北斗卫星的“母港”，20年来，所有的北斗卫星均在此处发射升空。
问题1 (区域认知)我国目前有四大航天发射基地，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，文昌发射基地选址建设的最突出的优势条件是什么？
提示：人类的航天发射需要借助地球自转的线速度，因此纬度越低自转线速度越大，越有利于发射。四大基地中，文昌的纬度最低，是其突出优势。
问题2 (综合思维)从地球自转的角速度看，我国四大航天发射基地的角速度有何特点？
提示：四大航天发射基地的自转角速度相等，均约为15°/时。
问题3 (综合思维)此次西昌卫星发射中心发射第五十五颗北斗卫星时，地球在公转轨道上的位置及公转的线速度如何变化？
提示：此时地球在公转轨道上正向远日点靠近，线速度逐渐变慢。
[归纳提升]
1．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，具体如下表所示：
2.航天发射基地选址的条件
(1)纬度位置：纬度越低，地球自转线速度越大，越有利于节省燃料。
(2)气候条件：气候干旱，降水稀少；天气晴朗，能见度高。
(3)地形条件：地形平坦开阔，地势相对较高(平坦开阔利于地面设备跟踪测控；纬度相同，地势高则地球自转的线速度较大)。
(4)气象条件：要尽量选择晴朗天气多、大气污染轻、透明度高的地区。
(5)地质条件：地质稳定。
(6)交通位置：要有便利的交通条件，有利于大型设备的运输。
(7)人口密度条件：航天基地最好布局在人口密度较小的地区，以保证安全。
地球自转方向的判断方法
(1)常规法：地球自转方向是自西向东，由此判断地球自转方向。
(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，看到地球是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：根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。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河到大西洋的方向就是地球自转方向。
1．读图，完成(1)～(2)题。
(1)c点的人们连续两次看到日出的时间间隔是( )
A．地球自转的真正周期
B．比地球自转真正周期约多4分钟
C．比地球自转真正周期约少4分钟
D．时间为23时56分4秒
(2)在a、b、c、d四点中，地球自转速度是( )
A．各点角速度相等，线速度自大到小依次是a、b、c、d
B．各点角速度相等，线速度自大到小依次是c、d、b、a
C．a点角速度和线速度都为零，b、c、d三点角速度相等，线速度b点最大、c点最小
D．b、c、d三点角速度相等，线速度c点最大
(1)B (2)D [第(1)题，人们连续两次看到日出的时间间隔实际是地球相对太阳旋转一周的时间间隔，即1太阳日，因此选B。第(2)题，地球上各点的角速度相同(除极点外)，线速度随着纬度的增加而减小，南、北极点为0。因此选D。]
2．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，回答(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)每年的11月11日是网购较集中的日子。此时地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是( )
A．甲点B．乙点
C．丙点D．丁点
(1)A (2)A [第(1)题，从图中可以看出p点时地球在近日点附近。甲、乙、丙、丁四点将地球公转的轨道均匀分成四等份，根据图中太阳的位置可以判定甲→乙段地球经过近日点，运动速度最快，用时最少。第(2)题，11月11日地球在秋分后大约一个半月，故应靠近甲点。]
汕头北回归线标志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，球心垂直贯穿一直径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，象征着北回归线。标志塔设计新颖、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23°26′的夹角，由此确定了南北回归线的纬度数。
问题2 (综合思维)站在北回归线标志塔下，从立竿不见影到下次立竿不见影的时间间隔是多少？
提示：应是一个回归年，即365日5时48分46秒。
问题3 (地理实践力)游客参观北回归线标志塔时，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。
[归纳提升]
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：
[特别提醒]
(1)黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围。
(2)黄赤交角的度数＝南北回归线的纬度数＝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。
2．太阳直射点的回归运动
由于黄赤交角的存在，引起了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，叫作1个回归年。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)，则为北半球夏至日，即图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，则为北半球冬至日，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。
3．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归线的度数
(2)为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，假设黄赤交角变为0°，不可能出现的是( )
A．太阳终年直射赤道
B．全球全年无四季变化
C．全球无温度变化
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。]
题组1 地球的自转
读图，回答1～3题。
1．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．在②地某天文台观测一恒星，于2020年3月21日21时将天文望远镜对准该恒星，若望远镜不做任何变动，则3月22日再次观测到该恒星的时间是( )
A．21时
B．21时3分56秒
C．20时3分56秒
D．20时56分4秒
1．A 2.A 3.D [第1题，A图为地球侧视图，根据图中“N”的位置可知，自转方向为自西向东，A图对，B图错；C、D图为俯视图，以北极点为中心的应为逆时针，以南极点为中心的应为顺时针，C、D图错误。 第2题，①点位于赤道附近，纬度低，线速度最大。第3题，再次观测到该恒星的时间间隔为一恒星日，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
地球时刻不停地围绕太阳公转，据此完成4～5题。
4．下图表示地球绕日公转的示意图，其中正确的是( )
A．①② B．②④
C．②③D．①④
5．下列能正确反映地球公转真正周期的是( )
A．1个回归年B．365日5时48分46秒
C．365日6时9分10秒D．太阳直射点的回归周期
4．C 5.C [第4题，地球公转运行到近日点时，为1月初，此时太阳直射点在南半球；运行到远日点时为7月初，此时太阳直射点在北半球。据此，②③正确。第5题，地球公转的真正周期是一个恒星年，时间是365日6时9分10秒。]
题组3 黄赤交角及其影响
8月23～29日，中国2020年全国科技活动周暨北京科技周启动仪式，通过视频连线在北京主会场和湖北武汉分会场同步举行，今年活动周主题为“科技战疫 创新强国”。2020年是全国科技活动周举办20周年，20年来，全国科技活动周已发展成为公众参与度最高、覆盖面最广、社会影响力最大的科普品牌活动。据此结合下图，完成6～7题。
6．8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
7．2020年中国科技周活动期间，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
6．B 7.C [第6题，读图可知，当太阳直射点位于②时，为夏至日(6月22日前后)，当太阳直射点位于③时，为秋分日(9月23日前后)，所以8月23日太阳直射点的位置大约在②③之间。第7题，由上题分析可知，2020年中国科技周活动期间，已过夏至日未到秋分日，故太阳直射点一直在北半球并向南移动。]
教材P3(上)思考
提示：从北极上空看地球，它呈逆时针方向旋转。从南极上空看地球，它呈顺时针方向旋转。
教材P3(中)思考
提示：
1．地球自转线速度由赤道向两极递减。
2．南北两极点的角速度和线速度都是0。
教材P6活动
提示：
1．画出三条特殊纬线。
2．描绘出二分二至日的太阳直射点。
3．画出表示太阳直射点的移动轨迹。
课程标准
核心素养目标
结合实例，说明地球运动的地理意义
1.结合观测，认识地球自转的特点与方向。(地理实践力)
2.联系实际，掌握地球公转的基本特征。(综合思维)
3.动手绘制图示，理解黄赤交角存在的意义。(综合思维)
名称
长度
参照物
恒星日
23时56分4秒
距地球遥远的同一恒星
太阳日
24小时
太阳
名称
参照物
1年的长度
特点
回归年
太阳
365日5时48分46秒
太阳直射点的移动周期
恒星年
其他恒星
365日6时9分10秒
公转的真正周期
图中位置
时间
速度
公转位置
A点
1月初
最快
近日点
B点
7月初
最慢
远日点
地球的自转、公转特点
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附近
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日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回归年＝365日5时48分46秒(直射点回归运动周期)
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(1 670 km/h)
向两极(0 km/h)递减
平均约30 km/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)
黄赤交角及其影响
特点
含义
一轴
地轴(自转轴，与赤道面垂直)
eq \a\vs4\al(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
eq \a\vs4\al(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附近
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