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?
通过视频结合材料,思考以下问题:
地球的自转
1.1
课程标准:结合实例,说明地球运动的地理意义。
教学目标:
利用地球仪、各种示意图,说明地球自转的方向、周期与速度;
能够理解昼夜交替的规律,并分析其成因;
结合不同地点存在时差的现象,说明地方时、时区、区时、日界线的概念,掌握时区的划分方法与时差的计算过程。
分析地球自转产生的现象对人类活动的影响。
重点难点:运用各种示意图、昼夜图进行晨昏线的运用以及时间的变化
课程标准解读:
地球自转的基本特征
(1)定义:
自转:地球绕其自转轴的旋转运动
环境
地轴:地球的自转轴
a.特点:过地心、垂直于赤道平面、假想轴
b.指向:其北端始终指向北极星附近。
傅科摆:
傅科的演示生动地证明:地球绕地轴在不停地旋转
地球自转的基本特征
A
α
θ
β
地平面
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。
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
α
北极星的仰角=当地的纬度
注:南半球看不到北极星
7
星轨:照相机位置保持不动,利用长时间曝光技术拍摄的恒星持续移动的轨迹叫星轨
形成星轨的天体多为?
星轨反映的是恒星真实的运动轨迹吗?
在北半球观察,恒星在天空中似乎围绕着哪颗天体作圆周运动?
南半球能否看到北极星?南半球是否有星轨?
地球自转与星轨运动
星轨是地球自转的反映
恒星
恒星似乎围绕北极星附近的某点(地轴北端指向的北天极)作圆周运动
南半球看不到北极星,但南半球也有星轨
围绕南天极作圆周运动,自东向西/顺时针运动
7
北极星 Polaris
地平线
北极星高度角
9
对比北京和新加坡拍摄的星轨图,有什么区别?为什么?
①它们星轨中心距地平面的高度一样吗?
②它们都围绕北极星作圆周运动吗?
北京(116°E,40°N)
9
地球自转的基本特征
(2)方向:
侧视图:
俯视图
南半球顺时针
北半球逆时针
地球自西向东
1.请在侧视图、北极俯视图、南极俯视图绘出地球自转方向。
N
S
课堂练习
课堂练习
2.下列关于地球自转方向的图示,正确的是( )
A. B.
C. D.
B
恒星
Fixed Star
太阳 SUN
恒星
Fixed Star
如果以遥远的恒星为参照物,则1日的时间长度为23时56分4秒
称为恒星日,是地球自转的真正周期,多用于科学研究
A
A
地球自转的基本特征
(3)周期:
恒星
Fixed Star
太阳 SUN
如果以太阳为参照物,则1日的时间长度为24时
称为太阳日,多用于日常生活
A
地球自转的基本特征
(3)周期:
地球自转的基本特征
(3)周期:
恒星
地
球
公
转
恒星日
太阳日
太阳
β
α
N
A
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
地球自西向东自转,自转一周的时间是1日
选定的参照物不同,1日的时间长度略有差别,名称也不同
课堂练习
3.在某地天文台观测一恒星,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
D
4.有关地球自转的叙述,正确的是( )
A.地球一刻不停地绕太阳自转,地轴始终指向北极星附近
B.以不同恒星为参照物,地球自转一周的时间都是23时56分4秒
C.一个太阳日是24时
D.地球自转一周的时间是确定的,所以恒星日与太阳日应该相等
C
地球自转的基本特征
(4)速度:
角速度:单位时间内转过的角度。
除极点外:V角=360°/24=15°/h
极点:V角=0°/24=0
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
地球自转的基本特征
(4)速度:
线速度:单位时间内转过的弧长。
除极点外:V线=纬线周长/24
极点:V线=0/24=0
R
r
θ
地心
赤道
赤道纬线圈周长=
2πr
=40000千米
60°纬线圈周长=40000·cos60千米
=20000千米
自转周期相同
线速度规律:由赤道向两极递减,赤道最大,极点线速度=0。
小结: a.极点既无角速度又无线速度
b.60°纬度的自转线速度约为赤道的一半。
课堂练习
读图思考,位于山麓的甲地和山顶的乙地,两地地球自转的角速度和线速度有什么特点?
甲乙的角速度相等都为15˚/h。
乙地的线速度大于甲地。
影响线速度的因素
(1)比较ABC三点的线速度
线速度:A>B>C
A
B
C
D
(2)比较BD两点的线速度
线速度:D>B
纬度因素
海拔因素
结论:
在海拔相同情况下,地球自转线速度由赤道向两极递减,赤道最大,两极为0。
在纬度相同情况下,海拔越高的地方自转线速度越大
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。
(1)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
(2)R地地形最有可能是( )
A.丘陵 B.高原
C.山地 D.洼地或盆地
A
D
课堂练习
拓展
读“中国卫星发射场分布图”。
与酒泉、太原、西昌等较高纬度的发射基地相比,从文昌基地发射运载火箭,同型号火箭的推力会增加10%左右,议一议,造成这一现象的原因是什么?
说明:文昌火箭发射的初速度更快
文昌纬度低,自转线速度大,
火箭发射时初速度快,节省燃料,便于火箭发射
读“中国卫星发射场分布图”。
通常来说,在火箭升空后,火箭助推器和部分箭体会被剥离,形成火箭残骸。火箭残骸一般坠落在发射点以东1000千米的范围内。
想一想,火箭残骸坠落在发射点以东的原因是什么?
从提高火箭残骸坠落的安全性方面考虑,文昌发射基地有何地理位置优势?
拓展
地球自转方向为自西向东
顺着地球自转方向发射火箭,就可以借助地球自转产生的(该纬度的)线速度,提高发射时初速度,节省燃料
文昌发射基地东面是茫茫大海,即使有残骸坠落,也大可不必担心安全问题,它砸中船只的可能性是微乎其微的。
发射基地选址的条件
影响因素 区位条件
气象条件
纬度因素
地形因素
海陆位置
交通条件
安全因素
晴天多、阴雨天少,风速小,湿度低,有利于发射和跟踪
纬度低,自转线速度大,可以节省燃料和成本
地形平坦开阔,有利于跟踪观测
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
内外交通便利,有利于大宗物资运输
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
小结
(浙江文综)下图是“世界某区域略图”。读图,回答问题。(6分)
简述①地建设航天发射基地的有利条件和不利因素。
有利条件:
纬度较低,地球自转线速度较大,航天器发射能获得较大的初速度,节省燃料,并提升运载能力。
地处沿海,海运便利,可运输大型设备。
人口稀少,安全性高。
地形平坦,建设成本低。
不利因素:
降水较多,天气多变,不利于跟踪观测。
课堂练习
根据对珊瑚化石生长纹的研究,在距今3.7亿年前,1年约有400天。
议一议,这一地理现象表明地球自转速度在怎样变化?
活动
1.自转速度的变化:通过对不同地质时期的珊瑚化石生长线的观察和计算,古生物学家发现,地质时期从古到今一年中的天数在逐渐减少,而一天的时数却在逐渐增加。
2.自转速度的推测:例如,在泥盆纪,珊瑚化石每年有大约400条生长线,而在石炭纪约为385至390圈,这表明地球自转速度在逐渐变慢。
科学依据:美国学者威尔斯在珊瑚化石上发现了反映昼夜变化的"日生长纹",并统计每一"年轮"内日轮数量,发现现代珊瑚"日轮"每年恰为365天左右,而在距今3亿多年前的泥盆纪约为400天,距今约三亿年的石炭纪约为390天。
材料补充:生长纹的周期性:现代珊瑚的生长线是每昼夜生长一圈,每28圈构成一个生长带,这相当于一个阴历月(28天)的周期。
根据对珊瑚化石生长纹的研究,在距今3.7亿年前,1年约有400天。
②导致其变化的主要原因可能是什么?
活动
主要是来自太阳和月球的潮汐作用,使地球自转速度变慢,在地球发生潮汐时,会产生与地球自转方向相反的力,阻碍地球自转运动。
地球自转的动能被转化为地球的内能,地球的自转速度便缓慢地降低,地球自转一周的时间便被不断地拉长。
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