内容正文:
地球的自转和公转
第一章第1节
地球的运动
图1.1 在兴隆观测站拍摄的星轨照片
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。
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定义:
地球绕其自转轴的旋转,叫地球自转。
Tip:地球的自转轴为地轴,其北端始终指向北极星附近。
一.地球的自转
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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。
图1.1 在兴隆观测站拍摄的星轨照片
思考
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?跟地球的哪种运动形式有关?
地球绕地轴旋转,地轴的北端指向北极星附近。
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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。
图1.1 在兴隆观测站拍摄的星轨照片
思考
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?
北极星的高度正是当地的地理纬度
北极星
相同
???讲不讲北极星的仰角等于该地的纬度这个点的依据??
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北极星 Polaris
H=90° 北极点
H=60° (60°N)
H<60° (<60°N)
当地纬度等于北极星的仰角
当地纬度等于北极星的仰角
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2.方向
北极星
顺时针
逆时针
俯视:“北逆南顺”
S
N
侧视:“自西向东”
分别从地球侧面、北极上空、南极上空三个角度观察地球自转的方向?
请在下图适当的位置绘出地球自转方向的侧视图、北极俯视图、南极俯视图。
N
S
P
1太阳日:24时
1恒星日:23时56分4秒
(真正的周期)
(日常的一天)
3.地球自转周期
P
两者存在差异的原因:地球在自转一周的同时,还围绕太阳公转了一个角度,在这个过程中,地球上同一地点相对于太阳出现了一定角度的偏离,需要继续自转,才能第二次正对太阳
难点:对于遥远的恒星来说,地球和恒星的相对位置可看作固定不变。
设置动画,一个一个出来,引导学生一一对应
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N
S
4.地球自转速度
角速度
线速度
单位时间内转过的角度
单位时间内转过的弧长
思考:
能否计算地球各点的角速度和线速度是多少?
地球做圆周运动——地球自转的速度可以用角速度和线速度来描述
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=
360°
恒星日
=
360° ,
23时56分4秒
15°
1h
旋转一周的角度
自转的周期
=
≈
角速度
A. 计算纬度为0°、30°、60°的角速度分别是多少?
B. 计算纬度为90°的角速度是多少?
0°
除极点(为0°)外,各处角速度相等,为15°/h。
C. 地球自转的角速度有什么规律?
角速度
≈
1°
4min
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赤道线速度:
40000km
24h
1670km/h
≈
60°纬线圈线速度:
为赤道线速度的一半,约为837km/h
B. 地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律?
线速度
A. 计算赤道的自转线速度。
=
旋转一周的弧长
自转的周期
线速度
由赤道向两极递减,极点为0。
(不考虑海拔的情况下)
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坐地日行八万里
巡天遥看一千河
思考:同一纬度海拔不同的地区自转速度有何异同?
两地自转角速度相同,线速度不同。
海拔高的地区(高山或地球同步卫星上)自转线速度快,平原的自转线速度慢。
A1
A2
o
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实践应用:天和登月,华夏圆梦
2021年4月29日,我国空间站天宫的组成部分——天和核心舱在海南文昌发射基地成功升空。
思考:
1、一般情况下,航天飞船(人造卫星)朝什么方向发射?
自西向东,顺着地球自转方向
2、从地球自转的速度,思考海南文昌卫星发射中心与其他几个卫星发射中心相比有什么突出优势?
纬度较低,自转线速度较大,有助于航天器获得较大的初速度,可以增加载荷,节约燃料。
合作探究
材料一:甘肃酒泉
中国酒泉卫星发射中心位于的巴丹吉林沙漠边缘,中心海拔1000米,地势平坦,荒无人烟,属内陆及沙漠性气候,年平均气温8.7°C,常年干燥少雨,多睛天,云量小,每年约有300天可进行发射试验。
材料二:山西太原
中国太原卫星发射中心位于山西省忻州市尚岚县的高原地区,地处温带,海拔1500米左右,周围有高山阻隔,缺少夏季风影响,年平均温度为4-10℃ ,气候干燥,晴天多。
材料三:四川西昌
西昌卫星发射中心位于四川省凉山彝族自治州境内,海拔1500米,地处大凉山腹地,地形隐蔽。常年平均气温17℃,是中国年气温年度化最小的地区之一。晴天多达320天,几乎没有雾日。
材料四:海南文昌