内容正文:
材料:
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)。
问题:
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?
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?
情景导入
1.1
地球的自转和公转(第1课时)
2019
新课标人教版
课 标 要 求
人地协调观:认识真实的地球运动,形成正确的地球观。
综 合 思 维:理解地球自转、公转的方向、周期、角速度和线速度的变化。
地理实践力:认识地球自转和公转规律,指导人们的生产生活。
教 学 目 标
结合实例,说明地球运动的地理意义。
3
目录
01 地球的自转
03 地球的公转
04 黄赤交角
02 地球的自转
1.基础知识补充
地球真实形状:
两极稍扁,赤道略鼓的不规则球体
大小参数:
极半径:6357千米
赤道半径:6378千米
平均半径:6371千米
赤道周长:约4万千米
表面积:5.1亿平方千米
极半径
平均半径
赤道半径
赤道周长
表面积
知识辅助
1.地球的形状
2.经线和纬线、经度和纬度
知识辅助
纬线 概念
指示方向
形状
长度及关系
纬度 起算点
纬度划分
纬度符号
与赤道平行的线
东西方向
圆圈
长度不等、互相平行
0°纬线(赤道)
向南北各划分90°
北纬为N,南纬为S
0°
20°
40°
60°
80°
20°
40°
20°
40°
60°
80°
90°
90°
N
N
N
N
S
S
N
知识辅助
纬线和纬度
0°
北半球
南半球
往北(上)增大是北纬
往南(下)增大是南纬
0°
20°N
40°N
60°N
80°N
20°S
40°S
赤道以北(上)是北半球
赤道以南(下)是南半球
知识辅助
纬线和纬度应用
①南北纬判别
②南北半球判别
0°
30°N
60°N
90°N
90°S
30°S
60°S
③纬度带划分
0°
23°26′N
66°34′N
90°N
90°S
23°26′S
66°34′S
④温度带划分
低纬度地区
中纬度地区
中纬度地区
高纬度地区
高纬度地区
热带
北温带
南温带
北寒带
南寒带
纬线和纬度应用
知识辅助
经线 概念
指示方向
形状
长度及关系
经度 起算点
经度划分
经度符号
连接南北两极的线
南北方向
半圆
长度相等、相交两极
0°经线(本初子午线)
向东西各划分180°
东经为E,西经为W
30°
60°
90°
0°
30°
60°
90°
W
W
W
E
W
30°
60°
90°
E
E
E
知识辅助
经线和经度
0°
30°W
60°W
E
W
30°E
60°E
180°
150°E
120°E
W
E
150°W
120°W
①东西经判别
0°经线以东是东经,以西是西经
180°经线以东是西经,以西是东经
90°W 60°W 30°W 0° 30°E 60°E 90°E
90°E 120°E 150°E 180° 150°W 120°W 90°W
往东(右)增大是东经
往西(左)增大是西经
顺着地球自转的方向,
增大的为东经,减小的为西经。
知识辅助
经线和经度应用
东半球
西半球
0°
②东西半球判别
20°W
160°E
西半球
东半球
160°E
20°W
180°
20°W以东是东半球,以西是西半球
160°E以东是西半球,以西是东半球
口诀:
小小(小于20°)东(东半球);
大大(大于160°)西(西半球);
其余的东经在东半球,西经在西半球
知识辅助
经线和经度应用
13
原则:
两条线确定一个点
先横后竖——先纬后经
(11.7°N,135°E)
北纬11.7度,东经135度
知识辅助
3.定地理坐标
(1)确定两点南北方向
①分别在南、北半球:北半球在北方,南半球在南方;
②同在北半球,值大为北方;
③同在南半球,值大为南方。
练习(填“南”“北”)
A在B的 方。
C在B的 方;
D在C的 方。
B
A
C
D
北
南
南
练习(填“南”“北”)
丙在甲的 方。
甲在乙的 方;
丙在乙的 方。
北
正北
正北
注:北极是地球的最北端,向四周均为正南;
南极是地球的最南端,向四周均为正北。
知识辅助
4.定方向
15
(2)确定两点东西方向
①同在东经度:值大在东;
②同在西经度:值大在西;
③分属东西经:
计算经度和
>180°
<180°
东经在西,西经在东(反着)
东经在东,西经在西(东东西西)
练习(填“东”“西”)
乙在丙的 方。
甲在乙的 方;
甲在丙的 方。
东
东
西
练习(填“东”“西”)
图中 <m></m> 地位于 <m></m> 地的 方向, <m>
</m> 地位于 <m></m> 地的 方向。
西
东
④纬线上选择劣弧段,再按自转方向确定方向,箭头指向东。
若图中未标注经度数,
可以判断东西方向吗?
知识辅助
16
(3)不在同一经纬网上两点的定位
先判断东西方向,再判断南北方向
练习 图中甲地坐标为 ,乙地坐标为 ,
甲地在乙地的 方向。
(55°N,25°W)
(25°S,65°E)
西北
知识辅助
4.定方向
2.地球的自转
五常米宣传片
1.地球自转的概况
①地球自转的概念
地球绕其自转轴的旋转运动,叫作地球的自转。
②地轴
指向:其北端始终指向北极星附近。
特点:过地心、垂直于赤道平面、假想轴
五常米宣传片
1.地球自转的概况
③北极星高度角
在北半球观察,恒星似乎围绕北极星附近的某点(地轴北端指向的星空位置)做圆周运动
北极星高度角
地平线
北极星
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。
A
α
θ
1
2
提示:
北极星高度角:北极星平行光线与地平面的夹角。( )
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
注:南半球看不到北极星
α
北半球纬度越高,北极星相对地平线的高度越高
1.地球自转的概况
③北极星高度角
北极星
H=90° 北极点
H=80° (80°N)
H=60° (60°N)
北极星相对于地球是固定不动的,而其他星体相对于北极星的位置也是可以视为不动的。所以当地球自转时,除了相对位置固定的北极星外,其他星体看起来就像在绕北极星做圆周运动。
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?
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?
从某地观察到的北极星相对地平线的高度就是该地的纬度。
N
S
侧视图:地球自西向东
2.地球自转的方向
俯视图:南半球顺时针
俯视图:北半球逆时针
在下面三幅图中的弧线或短线标注→,表示地球的自转方向。
地球自转方向本质都是自西向东,不管什么视角,箭头都是指向东方
作图练习
25
1.下列关于地球自转方向的图示,正确的是( )
A. B.
C. D.
B
随堂训练
26
N
S
3.地球自转的周期
地球自西向东自转,自转一周的时间是1天;
选定的参照物不同,1天的时间长度略有差别,名称也不同。
恒星
恒星
太阳
A
恒星
道
地
球
公
转
轨
恒星日
太阳日
太阳
β
α
N
A
3.地球自转的周期
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 地球自转真周期;
科学研究;
太阳日 太阳 360°59′ 24小时 地球自转假周期;
昼夜交替的周期
(日常生活);
原因 选取参照物不同和地球绕日公转
28
冬季某晚20:00,路老师观测到了1600光年外的M78星云,如果路老师坐着不动,第二天何时能再次在天空同一位置观测到M78星云?
19 : 56: 04
思考
α
α
60°
4.地球自转的角速度
概念:单位时间内转过的角度(α)
①:极点角速度
②:除极点以外的角速度
角速度规律:
除极点为0外,地球上任何地方的角速度都为15°/h
30
l1
l2
60°
5.地球自转的线速度
概念:某点随着地球自转在单位时间内转过的路程(弧长)(L)
V线=
纬线圈长度(弧长)
自转周期(24小时)
31
赤道和北纬60°地球自转线速度,说明它们有什么关系?
R
r
θ
地心
赤道
N
纬线圈周长=
2πr
=2πR·cosθ
=40000·cosθ 千米
60°纬度的自转线速度约为赤道的一半。
60°纬线圈周长=40000·cos60千米
=20000千米
自转周期相同
0°
60°
思考
纬度相同,
海拔越高的地方
自转线速度越大。
A1
A2
o
A1和A2的纬度相同,海拔不同,线速度一样吗?为什么?
思考
33
线速度规律:
由赤道至两极递减,赤道最大,为1670km/h,极点为0;(纬度因素)
任一纬度θ,其线速度为1670cosθ km/h;
南北纬60°地区线速度约为赤道的一半;
同一纬度,海拔越高,线速度越大。(地形因素)
5.地球自转的线速度
注意:南北极点既无角速度又无线速度!(均为0)
A
B
C
(1)比较ABC三点的线速度和角速度大小
D
(2)图中D点与哪个点的线速度一样?
线速度:A>B>C
角速度:A=B=C
D与B线速度相等
1.读图完成下列各题。
随堂训练
读图,回答2~4题。
2.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
3.①②③④四点中,线速度最大的是( )
A.①点 B.②点 C.③点 D.④点
4.在②地某天文台观测一恒星,于2018年3月21日21时将天文望远镜对准该恒星,若望远镜不作任何变动,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
随堂训练
A
A
D
5.该区域所在的半球位置和纬度位置是( )
A.南半球、低纬度 B.北半球、中纬度
C.南半球、中纬度 D.北半球、高纬度
6.R地地形最有可能是( )
A.丘陵 B.高原 C.山地 D.洼地或盆地
下图是地球自转等线速度示意图,R、T在同一纬线上。据此完成下题。
随堂训练
D
A
在一个晴朗无月的夜晚,一旅行者停留在加利福尼亚中部太平洋海岸公路上的比克斯比大桥(38°N,122°W)上,将相机对准北极星附近的星空,进行了长达6小时的曝光,得到了一张约丽的星轨照片(下图)。读图,完成问题。
7.图中星轨形成的天文因素有( )
①地球绕地轴自转 ②地球北极始终指向北极星附近
③地球绕太阳公转 ④太阳直射点南北移动
A.①③ B.①② C.③④ D.②④
8.若旅行者继续观察星空,会发现星空的天体围绕北极星( )
A.自西向东旋转 B.自南向北旋转
C.顺时针旋转 D.逆时针旋转
B
D
随堂训练
发射航天器为什么在低纬度和高海拔地区地区比较合适?一般向哪个方向发射?为什么?
低纬度和高海拔地区自转线速度大,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。
航天发射基地应选择:低纬度、海拔高地区,并向东发射。
思考
气象条件
晴天多,阴雨天气少,利于发射和跟踪
纬度因素
纬度低,自转线速度大,可节省燃料和成本
地势越高,地球自转线速度越大;地势平坦开阔,利于跟踪观测
地势因素
海陆位置
大陆内部气象条件好,隐蔽性强,人烟稀少,安全性强;海上人类活动少,安全性强
交通因素
内外交通便利,利于大宗物资运输
安全因素
出于国防安全考虑,有的建在山区、沙漠地区,有的建在地广人稀处
自转速度的应用——航天发射基地选址
逆时针
顺时针
示意图
旋转轴 地轴
轨道 赤道平面
方向 自西向东;从北极上空观察,呈________,从南极上空观察,呈___________方向
周期 ______日:自转360°,地球自转的真正周期。太阳日:自转360°59′,____________周期
速度 角速度:除_______外,地球表面各点均为15°/时。线速度:自赤道向极点逐渐_________(影响因素:纬度);同纬度地区,海拔越高,线速度越___(影响因素:海拔)
地球自转的特征小结
恒星
昼夜交替
极点
减小
大
地球的自转和公转
地球运动的一般特征
太阳直射点的移动
自转
公转
黄赤交角的
形成和影响
太阳直射点
的移动规律
方向、周期、速度
知识总结
$$