内容正文:
选择性必修1 第一章 地球的运动
第一节 地球的自转和公转
课标要求:
结合实例,说明地球运动的地理意义。
学习目标:
结合示意图,掌握地球自转和公转的基本特征;
结合实例,分析航天基地选择的区位条件;
观察示意图,理解并分析黄赤交角的产生、变化及其意义。
(1)为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动?
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,通过长达六小时的曝光,得到一张绚丽的星轨照片。
(2)北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系?
一、地球的自转
1、定义
地球围绕其自转轴的旋转运动。
地轴:地球的自转轴(假想轴),方向永远指向北极星附近。
(1)为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动?
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,通过长达六小时的曝光,得到一张绚丽的星轨照片。
地球围绕地轴不停自转。地轴的北端始终指向北极星附近。在北半球观察,恒星似乎围绕北极星附近作圆周运动。
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,通过长达六小时的曝光,得到一张绚丽的星轨照片。
(2)北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系?
A
若A点的纬度为30°N,求A点的北极星仰角度数。
α
β
α=β
γ
θ
β+γ=90°
θ+γ=90°
θ=β=α
θ是纬度,α是北极星的仰角,所以北半球某地北极星的仰角等于该地的纬度。最大位置在北极点,为90°,南半球看不到北极星。
(经典真题·天津卷)下图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。
据图判断,摄影师拍摄的地点位于( )
A.低纬地区 B.中纬地区
C.北极附近 D.南极附近
A
对点演练
2、自转方向:
自西向东
北半球上空看:逆时针
南半球上空看:顺时针
3、自转周期
(1)以太阳为参照物:
太阳的中心连续通过同一子午线的时间间隔。
此时地球自转360°59′,所用时间:24小时,即为一个太阳日。
(2)以遥远的恒星为参照物:
同一子午线两次对向同一颗恒星的时间间隔。
此时地球自转360°,所用时间:23小时56分4秒,即为一个恒星日。
名称 参照物 旋转角度 时间 应用价值
恒星日 恒星 360° 23小时
56分4秒 地球自转真正周期;
科学研究
太阳日 太阳 360°59′ 24小时 昼夜交替的周期;用于平常所说的一天
思考
冬季某晚20:00,李老师观测到了1600光年外的M78星云,如果老师坐着不动,第二天何时能再次在天空同一位置观测到M78星云?
19:56:04
4、自转速度(角速度和线速度)
(1)角速度(单位时间内转过的角度)
360°÷23h56′4″
≈
15°/h
≈
1°/4min
南北两极点自转角速度为0
(2)线速度(单位时间内转过的弧长)
赤道上的线速度:V=4万km÷23h56′4″≈1670km/h
某条纬线上的线速度:Vα=4万km×cosα÷23h56′4″≈1670cosαkm/h
自转线速度由赤道向两极递减,两极点为0。
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?
3.分别计算赤道和北纬60°地球自转线速度,说明他们有什么关系?
思考:除了纬度以外,还有什么因素影响线速度的大小?
地球同步卫星的自转线速度与赤道的自转线速度相比,哪个大?
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
因素 影响 关系
纬度 纬度相同,线速度相同 负相关
纬度越低,线速度越大
海拔 海拔越高,线速度越大 正相关
线速度等值线的判读
自转线速度由北向南递增的为北半球,递减的为南半球。
自转线速度介于1670~1447km/h的位于低纬度地区,介于837~1447km/h的位于中纬度地区,介于0~837km/h的位于高纬度地区。
837km/h
1447km/h
A
B
凸高为山
凸低为谷
地球自转的应用:卫星发射问题
思考1:从海拔和纬度角度分析,我国航天发射场的分布特征。
思考2:发射航天器时,一般朝向什么方向?为什么?
分布在低纬度和高海拔地区
向东发射。可获得较大初速度,节省燃料。
航天发射场的选址
海南文昌是我国继西昌、酒泉、太原之后建设的第四个航天发射中心。从地球运动角度分析文昌发射中心的优势条件。
纬度低,可充分借助地球自转动力,节省燃料,降低发射成本。
纬度条件:纬度越低,地球自转线速度越大,越有利于节省燃料。
气候条