内容正文:
第一节 地球的自转和公转
第1课时 地球自转和公转的基本特征
课程标准
结合实例,说明地球运动的地理意义。
学科素养
1.综合思维:描述地球自转和公转的方向、周期、角速度和线速度的变化及太阳直射点的移动。
2.地理实践力:掌握地球自转和公转的基本规律及其实践应用。
3.人地协调观:认识真实的地球运动,形成正确的地球观。
一、地球的自转
1.定义:地球绕其________的旋转运动。
2.方向
(1)侧视图(如图A):________。
(2)俯视图:从北极上空俯视,呈________方向旋转(如图B);从南极上空俯视,呈________方向旋转(如图C)。
3.周期
周期
参照物
时间长度
意义
太阳日
________
________时
—
恒星日
遥远的恒星
23时56分4秒
地球自转的______
4.速度
(1)角速度:地球表面除南北两极点外,任何地点的自转角速度都相等,约为15°每时。
(2)线速度:由于不同纬度的纬线圈长度不同,所以,不同纬度地区的自转线速度有差异。
二、地球的公转
1.定义:地球绕________的运动。
2.方向:________。
3.周期
周期
参照物
时间长度
意义
回归年
________
365日5时
48分46秒
—
恒星年
其他恒星
365日6时
9分10秒
地球公转的________
4.轨道:近似正圆的________轨道。每年的1月初,地球距离太阳最近,这个位置叫________;每年的7月初,地球距离太阳最远,这个位置叫________。
5.速度
时间
速度
公转位置
1月初
最快
近日点
7月初
最慢
远日点
[答案自填] 自转轴 自西向东 逆时针 顺时针 太阳
24 真正周期 太阳 自西向东 太阳 真正周期
椭圆 近日点 远日点
【名师点睛】 北极星仰角(∠1)=当地纬度(∠4)
证明过程:A地纬度为∠4,∠4+∠3=90°,∠2+∠3=90°,故∠2=∠4,又因∠1=∠2,故∠1=∠4。
【概念阐释】 太阳日和恒星日
(1)恒星日是同一经线两次对向同一恒星的时间间隔,参照物是遥远的恒星,只考虑自转,地球自转360°。
(2)太阳日是太阳连续两次经过同一经线的时间间隔,参照物是太阳,考虑自转和公转,地球自转360°59′。
【概念阐释】 角速度和线速度
(1)角速度是单位时间内转过的角度(α)。
(2)线速度是单位时间内经过的路程(l1和l2)。
【名师点睛】
地球公转速度的变化
知识点一 地球自转的基本特征
阅读材料,探究下列问题。
某拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好,通过长达数小时的曝光,得到下面绚丽的星轨照片(图1)。图2是赤道某地(A1)与其上空同步卫星(A2)的运动轨迹示意图。
(1)说明恒星在天空中围绕北极星附近做圆周运动的原因及运动方向。[综合思维]
(2)说明北极星相对地平线的高度角与拍摄地点的纬度之间的关系。[综合思维]
(3)比较图2中赤道某地(A1)与其上空同步卫星(A2)的运动速度有何异同。[区域认知]
(4)计算图2中赤道某地(A1)地球自转的角速度和线速度。[地理实践力]
[提示] (1)地球的自转轴是地轴,而地轴一端始终指向北极星附近,所以从地球上看,恒星在天空中围绕北极星附近做圆周运动。 呈逆时针方向运动。
(2)北极星相对地平线的高度角=拍摄地点的纬度,纬度越高,北极星的高度角越大,北极点的北极星高度角最大,为90°。
(3)角速度:A1=A2;线速度:A1<A2。
(4)角速度=≈15°/h。
线速度=≈1 670 km/h。
1.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。
(2)极点法:从北极上空看,地球呈逆时针方向旋转;从南极上空看,地球呈顺时针方向旋转。
(3)经度法:东经度增大的方向是地球自转方向,西经度减小的方向也是地球自转方向。
(4)海陆法:根据大洲和大洋的相对位置判断。如沿某一纬线从非洲经苏伊士运河到亚洲的方向,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。
2.地球自转的速度
(1)影响地球自转线速度的因素
因素
影响
关系
举例
纬度
纬度相同,线速度相同;纬度越低,线速度越大
负相关
航天发射基地一般选择在纬度低、海拔高的地区,并且向东发射
海拔
同一纬度,海拔越高,线速度越大
正相关
(2)地球自转线速度的计算
①任一纬度的自转线速度=
②纬线圈周长=2πr=2πR·cosθ=40 000·cosθ千米
(提示:赤道周长约为40 000千米)
③赤道线速度≈40 000/24≈1 670 km/h。
④某地自转线速度计算公式:v=1 670×cos θ(θ为当地纬度)。
(3)地球自转线速度大小的应用
①判断南、北半球:由北向南,线速度越来越大的为北半球;线速度越来越小的为南半球。如上图位于北半球。
②判断纬度带:自转线速度0~837 km/h→高纬度;837~1 447 km/h→中纬度;1 447~1 670 km/h→低纬度。如上图位于中纬度。
③判断地势高低:若某地的地球自转等线速度线凸向低值,说明此地的线速度比同纬度其他地区大,即地势较高(如上图中A地可能为山地、高原等);若某地的地球自转等线速度线凸向高值,说明此地的线速度比同纬度其他地区小,即地势较低(如上图中B地可能为谷地、盆地等)。
(2025·山东济南高二上期中)下图是以极点为中心的四幅图。读图,完成1~3题。
1.四幅图中能正确反映地球自转方向的是( )
A.甲、乙 B.甲、丙
C.乙、丙 D.丙、丁
2.下列关于图中a、b、c、d四地的叙述,正确的是( )
A.a、b、c、d四地的自转角速度相等,均为15°/h
B.如果以遥远的恒星为参照物,这四个地方转一周(360°)所需时间为24小时
C.a、b、d三地均位于东半球
D.图中四地在晴朗的夜晚都能看见北极星
3.图中a、b、c、d四地自转线速度由大到小的排序,正确的是( )
A.a、b、c、d B.d、c、b、a
C.a、b、d、c D.c、d、b、a
答案:1.B 2.C 3.C
解析:第1题,结合所学知识,东经度增大的方向、西经度减小的方向即地球自转方向。甲图、丙图正确。第2题,地球表面除南北两极点外,自转角速度均约为15°/h;a、b、c、d四地中,a、b、d三地角速度约为15°/h,c地在南极点上,故四地自转角速度不相等,A错误;以遥远的恒星为参照物,地球自转一周(360°)所需时间为23时56分4秒,B错误;东半球的范围为20°W向东至160°E,a、b、d三地都位于东半球,C正确;只有在北半球的晴朗夜晚可以看见北极星,b、c两地位于南半球,看不见北极星,D错误。第3题,自转线速度自赤道向南北两极递减,a地纬度为20°N,b地纬度为30°S,c地纬度为90°S,d地纬度为70°N,故自转线速度由大到小的排序为a、b、d、c。
4.下图中拉萨与杭州自转线速度的关系,正确的是( )
解析:选A。拉萨和杭州的纬度均为30°N,30°纬线的地表自转线速度为1 447 km/h,且拉萨位于青藏高原,海拔高,自转线速度大,数值应高于1 447 km/h,因此等值线在此地应该向纬度较高的地方弯曲。
知识点二 地球公转的基本特征
读地球公转示意图,探究下列问题。
(1)在图中适当位置绘出地球公转方向、近日点和远日点、二分二至日。[地理实践力]
(2)根据开普勒第二定律“在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的”,探究地球公转速度的特点。[综合思维]
(3)如果地球公转轨道是正圆,地球公转速度有何特点?请解释原因。[地理实践力]
(4)北极地区的极昼天数多于南极地区的极昼天数,试解释原因。[地理实践力]
[提示] (1)
(2)地球公转到远日点时,公转速度最慢;地球公转到近日点时,公转速度最快。
(3)特点:公转速度基本不变。
原因:根据开普勒第二定律,在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。如果是正圆轨道,就不存在距离太阳远近变化,地球在公转轨道上的任何位置速度基本不变。
(4)北极地区出现极昼时,地球公转至远日点附近,公转速度较慢,需要时间较长;南极地区出现极昼时,地球公转到近日点附近,公转速度较快,需要时间较短。
1.公转轨道上二分二至日的判断
(1)日地距离法
如下图,地球公转至A点时,日地距离最近,应为1月初,冬至日在其之前,即C点附近;地球公转至B点时,日地距离最远,应为7月初,夏至日在其之前,即D点附近。
(2)地轴倾向法(连线法)
第一步:先确定地球公转方向,如图1。
第二步:过球心作地轴的垂线画赤道,如图2。
第三步:作一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),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),为北半球冬至日,即图3中的C。
(3)口诀法
左倾左冬,右倾右冬。在公转轨道侧视图上,若地轴北端向左倾斜,则轨道左端为冬至日;若地轴北端向右倾斜,则轨道右端为冬至日。
2.公转轨道上远日点、近日点的判断
(1)从日期判断:每年1月初,地球位于近日点附近;每年7月初,地球位于远日点附近。
(2)从公转速度判断:公转速度(线速度、角速度)较快,则地球在近日点附近,反之则在远日点附近。
(3)从直射点位置判断:连接太阳和地球的中心,观察太阳直射点的位置。若直射点在南回归线附近,则位于近日点附近;若直射点在北回归线附近,则位于远日点附近。
地球公转示意图的判读
一看太阳位置;二看地轴倾斜方向;三看观察角度(南北极上空);四看地球公转和自转方向;五看近、远日点和二分二至日。具体见下图:
(1)从北极上空看
(2)从南极上空看
(2025·云南文山高二期中)下图为地球公转轨道示意图。读图,完成1~2题。
1.在公转轨道的a、b、c、d四个位置中,地球距太阳最近的是( )
A.a B.b
C.c D.d
2.当地球处于c位置时,昆明正值( )
A.冬至日 B.夏至日
C.秋分日 D.春分日
答案:1.A 2.B
解析:第1题,根据图中a、b、c、d四个位置对应的时间可知,a对应12月22日前后,距离近日点(1月初)最近,A正确。第2题,当地球处于c位置时,为6月22日前后,位于北半球的昆明正值夏至日,B正确。
下图为地球公转示意图。据此完成3~4题。
3.图中( )
A.乙点为远日点
B.丙点为夏至点
C.地球顺时针方向公转
D.地球逆时针方向公转
4.春分点地球公转速度( )
A.慢于秋分点且逐渐减慢
B.慢于秋分点且逐渐加快
C.快于秋分点且逐渐减慢
D.快于秋分点且逐渐加快
答案:3.C 4.C
解析:第3题,读图可知,乙点距离太阳较近,为近日点,A错误;二分二至日中,冬至日靠近近日点,因此丙点为冬至点,B错误;丙点为冬至点,时间为12月22日前后,乙点为近日点,时间为1月初,可知图示地球顺时针方向公转,C正确,D错误。第4题,结合所学知识可知,地球在近日点处公转速度较快,在远日点处公转速度较慢。近日点的时间为1月初,春分点为3月21日前后,秋分点为9月23日前后,春分点较秋分点距离近日点更近,因此春分点地球公转速度快于秋分点。春分点地球正在朝远离近日点方向运动,因此公转速度逐渐减慢,C正确。
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