内容正文:
第4章 多种多样的运动-知识清单
第 1 节 机械运动
知识点一 参照物
1. 机械运动
在图甲中, 跳水运动员相对于跳台的空间位置在不断发生变化; 在图乙中, 蒲公英的种子相对于蒲公英的空间位置在不断发生变化; 在图丙中, 候鸟相对于地面的空间位置也在不断发生变化。我们把物体空间位置随时间变化的运动叫作机械运动。
2. 参照物
(1)概念: 人们判断物体是运动的还是静止的, 总是先选取某一物体作为参照物。
(2)物体运动状态的判断
①相对于参照物,如果物体的位置发生了变化,就认为它是运动的;
②相对于参照物,如果物体的位置没有变化,就认为它是静止的。
(3)选择参照物的原则
假定性
参照物一旦被选定, 我们就假定该物体是静止的
任意性
参照物的选取可以是任意的, 既可以是运动的物体, 也可以是静止的物体, 但不能选择被描述物体自身作为参照物
不唯一性
参照物的选择不唯一, 研究同一物体的运动状态, 可以选择不同的参照物, 若选择了不同的参照物, 其运动状态的描述可能是不同的
方便性
参照物选取时, 要能够使被研究对象的运动状态简单、清楚、容易描述。通常情况下, 为了研究方便, 取地面或相对于地面静止的物体作为参照物, 此时可以不指明参照物; 如果选取了其他物体作为参照物, 则一定要指明所选定的参照物; 同一问题中, 研究对象有多个时, 应选取同一个参照物
3. 运动和静止的相对性
(1)一个物体相对于参照物的位置没有发生改变就是静止的,相对于参照物的位置发生了改变就是运动的。 自然界中绝对静止的物体是没有的,一切 “运动” 或 “静止”都是相对于参照物而言的,所以运动是相对运动,静止是相对静止。
(2)同一物体相对不同的参照物,其运动和静止的情况不一定相同,这就是运动和静止的相对性。例如,空中的加油机给战斗机加油时,以战斗机为参照物,加油机是静止的;而以地面为参照物,加油机是运动的。在风洞中, 以地面为参照物,飞行器是静止的;而以高速气流为参照物, 飞行器是运动的。
知识点二 运动的描述
1. 机械运动的分类
2. 比较物体运动快慢的方法
(1)在相同的时间内, 比较物体通过的路程, 通过路程长的物体运动快,如图甲所示。
(2)比较物体通过相同的路程所用的时间,所用时间短的物体运动快,如图乙所示。
3. 速度
(1)意义:表示物体运动的快慢。速度越大,表示物体运动得越快; 速度越小, 表示物体运动得越慢。
(2)定义:物体的运动路程与所用时间的比叫作速度。
(3)公式: 其中 表示速度, 表示路程, 表示时间。速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。
(4)单位:在国际单位制中,速度的基本单位是米/秒, 符号是 m/s,读作米每秒。常用的速度单位还有千米/时, 符号为 。换算关系: 。
(5)一些物体运动速度的大小
知识点三 速度的测量
1. 匀速直线运动
(1)概念: 我们把物体沿直线且速变的运动叫作匀速直线运动。
(2)特点:做匀速直线运动的物体,在整个运动过程中的任意时刻速度大小和方向均不变。
(3)图像:① 图像:匀速直线运动的图像是一条过原点的倾斜直线。由图甲可知, 时间改变, 路程也随之改变, 但路程与时间的比值 (即速度) 不变。
② 图像:匀速直线运动的 图像是一条平行于时间轴的直线。由图乙可知, 时间改变, 速度不变。
2. 变速直线运动
(1)概念:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内通过的路程不相等,这种运动就叫作变速直线运动。
(2)图像:① 图像:变速直线运动的 图像是一条过原点的曲线。由图可知,时间改变,路程也随之改变,路程与时间的比值(即速度) 也在改变。
② 图像: 做变速直线运动的物体速度随时间会发生变化。图甲表示物体做加速运动,图乙表示物体做减速运动。
(3)平均速度:平均速度等于物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比。平均速度可以粗略描述物体在某一段路程或某一段时间内运动的快慢。
3. 测量物体运动的速度
目的
会用刻度尺和秒表测量小车运动的速度
原理
器材
刻度尺、秒表、长木板、木块、小车、金属片 读数时注意估读
步骤
(1)组装器材: 如图所示,将长木板的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度 ·。 (2)测量全程的平均速度 :把小车放在斜面顶端,金属片 4 放在斜面底端, 用刻度尺测出小车从斜面顶端到斜面底端通过的路程 ,用秒表测出对应的时间 。 (3)测量上半程的平均速度 :将金属片移至斜面中部,测出小车从斜面顶端 运动到金属片的距离 和对应的时间
分析与论证
通过实验数据可得出 ,我们还可进一步分析下半段路程的速度: 从上图中我们可看出下半段的路程 , 下半段所用的时间 ,进一步可求出下半段路程的平均速度 ,三次平均速度的大小关系是
结论
小车沿斜面由顶端运动到底端的过程中, 它的速度越来越大
交流与评估
(1)实验成功的关键是测时间。小车开始运动的同时开始计时, 小车撞击金属片的同时停止计时。正式实验之前应该多练习几次,熟练之后会使测量数据更准确。 (2)斜面垫起的一端不要太高,也不要太低 (过高会使小车速度过大, 不易记录时间, 过低时可能会使测出的平均速度太接近), 且测量过程中不能改变斜面的坡度。 (3)实验中,若小车运动一段时间后才开始计时,由公式 可得所得到的速度将偏大; 若小车撞击金属片一段时间后才停止计时,由公式 可得所得到的速度将偏小
知识点四 速度的应用
根据速度公式 可变形为 ,如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个量,利用公式可计算出第三个量。
知识点五 运动与能
1. 不同的运动形式: 运动是自然界最普遍的现象。 万物都在运动,形式多种多样。生机勃勃的生命运动,划破长空的电闪雷鸣,肉眼看不见的电磁运动,微观世界的粒子运动……都是不同的运动形式。
2. 能的存在形式:物体的运动有多种多样的形式,能也有多种形式。下面是几种常见的能的形式:
(1)机械能:做机械运动的物体都具有机械能。如马路上行驶的汽车、流动的水、飞翔的鸟都具有机械能。
(2)化学能:储存在食物中的能以及汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料中储存的能都属于化学能。
(3)电能:电能是我们常用的一种能。各种发电站能够提供大量的电能, 各种电池也能提供方便使用的电能。
(4)电磁能:用遥控器遥控机器时,遥控器将发出电磁辐射,它具有的能属于电磁能。可见光、红外线、紫外线、微波和 射线等都是电磁能的表现形式。
第 2 节 地球的转动
知识点一 地球绕地轴自转
古代的人们看到太阳周而复始地东升西落, 认为太阳在绕地球旋转。其实, 太阳东升西落是地球载着我们不停地自西向东绕地轴旋转的缘故。
1. 自转的含义
地球始终不停地绕着贯穿南、北两极的地轴旋转, 这种运动被称为自转。
2. 地轴
地轴是地球自转的假想轴, 它的北端指向北极星附近。
3. 地球自转的特点
(1)绕转中心:地轴。
(2)周期:23 时 56 分 4 秒。
(3)方向:自西向东(从北极上空看,地球自转的方向为逆时针;从南极上空看,地球自转的方向为顺时针)。
4. 昼夜交替
(1)昼夜产生的原因
①地球是一个不发光,也不透明的球体。
②在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半。太阳光照射到的地球区域是昼半球, 而太阳光照射不到的另一半区域是夜半球。
(2)昼夜交替发生的原因
①地球本身不发光且不透明。
②地球不停地绕着地轴转动。
(3)昼夜交替的周期
地球每自转一周, 白天和黑夜就更替一次, 即昼夜交替的时间约为 24 小时, 即一天。
5. 地球自转与太阳的东升西落
地球自转使我们看到的太阳位置在一天中不断地发生变化。当太阳从东方升起来时, 我们迎来黎明的曙光, 揭开了白天的序幕;当太阳在西方落下,我们送走落日的余晖, 夜晚也随之而来。
6. 时间的差异
(1)产生原因: 由于地球的自转, 偏东的地方先看到日出,偏西的地方后看到日出,不同经度的地方产生了不同的地方时。偏东的地方时间早,偏西的地方时间晚。
(2)时区
为了避免各地地方时不同带来的麻烦, 国际上规定: 全球划分成 24 个时区, 同一个时区内使用一个区时, 相邻两个时区的区时相差一小时。
(3)区时的计算
因为地球自转的周期约为 24 小时, 全球划分为 24 个时区,因此,两地相差几个时区,区时就相差几个小时。 因为地球的自转方向是自西向东, 东边的地点比西边的地点先看到日出, 所以东边的时间早于西边的时间。即往东越过 1 个时区要加上 1 个小时, 往西越过 1 个时区要减去 1 个小时。已知两地的时区和其中某一地的区时, 求另一地的区时, 有如下两种方法:
a. 公式法: 已知甲时区的区时, 求乙时区的区时。
乙时区的区时 = 甲时区的区时 + 甲、乙时区序数差。
b. 数数法(或图解法):从已知地时区的区时(必须转化为 24 时制) 开始数起, 向东每数一个时区加 1 小时, 加到 24 小时的时候, 就要将日期加一天, 小时数归零; 向西每数一个时区减 1 小时, 当减到 0 的时候, 就要将日期减一天,小时数变为 24 。如下图所示:
(4)北京时间:我国采用北京所在的东八区的区时作为标准时间, 称为 “北京时间”。
知识点二 地球绕太阳公转
1. 地球公转的含义
地球沿近似圆形的轨道不停地绕着太阳转动, 这种运动称为公转。
2. 地球公转的轨道
地球在公转过程中, 所经过的路线上的每一点, 都在同一个平面上, 而且构成一个封闭曲线。这种地球在公转过程中所走的封闭曲线, 叫地球轨道。地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆, 太阳位于椭圆的一个焦点上。
3. 地球的公转方向
与自转方向一致,即自西向东。
4. 地球的公转周期
约为 365 天,即通常所说的一年。
5. 地球公转时的姿态
地球公转时地轴呈倾斜状态,且地轴的北端始终指向北极星附近。地轴与地球公转轨道面之间的夹角为 66.5°, 地球以倾斜姿态绕太阳公转。
6. 太阳的直射与斜射
因为太阳光入射角度不同, 所以地球表面单位面积接受的太阳辐射量也不同。同一束太阳光斜射到地表的面积比直射(垂直入射)时大,所以斜射时相同地表面积上所接受太阳辐射量比直射时少。如下图所示:
太阳光直射与斜射地球上不同纬度的地方
因此地球以倾斜姿态绕太阳公转, 使得地球上大部分地区在一年中会有太阳照射角度的变化和照射时间长短的差异。
7. 四季的变化
(1)产生原因:地球运行到公转轨道的不同位置,太阳光会直射地球不同的纬度(一年中,太阳直射点在南、 北回归线之间来回移动), 从而引起太阳辐射多少的变化, 这是地球上四季变化的主要原因。
(2)以北半球来看,夏至日(6 月 22 日前后),太阳光直射北回归线 ,北半球太阳照射时间长,获得的太阳辐射多, 是夏季; 冬至日 (12 月 22 日前后), 太阳光直射南回归线, 此时斜射北半球, 因此北半球太阳照射时间短, 获得的太阳辐射少, 是冬季; 春分日 (3 月 21 日前后)、秋分日(9 月 23 日前后),太阳光直射赤道,此时北半球是春季和秋季。如下图所示:
8. 不同纬度太阳辐射的变化
(1)变化规律:一般来说,赤道附近地区接受的太阳辐射较多 (直射的机会多), 而随着纬度增加, 太阳斜射得越来越厉害, 地表接受的太阳辐射减少。
(2)影响:由于太阳的直射与斜射, 导致不同纬度的地方, 获得的太阳辐射不同, 地表接受的太阳辐射能量分布不均匀,使得大气及水产生循环运动与变化。
知识点三 正午太阳高度变化
1. 太阳高度角
太阳高度角指太阳光线与地面的夹角, 简称太阳高度。
2. 太阳高度的特点
同一地点一天内太阳高度是不断变化的。日出日落时角度都为 ,当太阳位于正南或正北方向时,太阳高度最大。
3. 正午太阳高度
在一日内, 当太阳位于正南或正北方向时, 太阳光线和地面夹角最大, 称为正午太阳高度。
(1)在同一时间,正午太阳高度随纬度不同而不同。
(2)在同一地点,正午太阳高度的大小,随季节变化而发生有规律的变化。
4. 太阳直射点
(1)概念:有的地方正午会受到太阳光垂直照射,简称直射。地表接受太阳垂直照射的点叫做太阳直射点。
(2)太阳直射点的变化规律
太阳直射点的移动: 一年中, 太阳直射点在南、北回归线之间往返移动。即太阳直射点最北只能到达北回归线, 最南只能到达南回归线。如下图所示(以北半球为例)。
时间
节气
太阳直射点位置
在图中的位置
3 月 21 日前后
春分
赤道
A
6 月 22 日前后
夏至
北回归线
B
9 月 23 日前后
秋分
赤道
C
12 月 22 日前后
冬至
南回归线
D
5. 太阳的运动轨迹
太阳在不同季节的运动轨迹并不相同。例如, 在北回归线上观察, 春分、秋分时太阳由正东方升起, 正西方落下(太阳直射赤道);夏至时(太阳直射北回归线), 太阳由东偏北方向升起, 西偏北方向落下 (白天长, 接受的太阳辐射多); 冬至时, 太阳由东偏南方向升起, 西偏南方向落下 (白天短,接受的太阳辐射少)。如右栏图所示。
6. 正午太阳高度的纬度分布规律
太阳高度与太阳直射点的位置有关, 太阳直射点上是太阳高度最大的地方。正午太阳高度是随着太阳直射点的移动而变化的。
(1)在北半球夏至日,正午太阳高度由北纬 向南北两侧递减。
(2)在北半球冬至日,正午太阳高度由南纬 向南北两侧递减。
(3)在春分日、秋分日,正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
7. 正午太阳高度的季节变化规律
地球上中、高纬度地区的正午太阳高度, 夏季较大, 冬季较小。北半球中、高纬度地区的正午太阳高度, 夏至日最大,冬至日最小。如北纬 地区的正午太阳高度, 夏至日约为 ,冬至日约为 。南纬 地区的正午太阳高度,夏至日约为 ,冬至日约为 。
8. 杆影的变化
杆影的长度与太阳高度有关, 太阳高度越大, 影子越短; 太阳高度越小, 影子越长。
(1)一天中杆影的长度和方向的变化
同一地点的杆影的长度在一天中的变化: 一天中的正午,杆影朝着正北或正南方向时,杆影最短,此时太阳位于该地的正南或正北方向,太阳光和地面的夹角最大 (即太阳高度最大)。
(2)一年中正午杆影的长度和方向的变化
同一地点的杆影长度年变化
同一时间不同纬度杆影变化
北半球中、高纬度,夏季正午的杆影要比冬季正午的杆影短
同一天, 不同纬度正午杆影的长度不一样。正午太阳高度随着太阳直射点向南、北两侧递减,杆影也随之越来越长
知识点四 昼夜长短变化
1. 昼夜长短的变化
一年中白天和夜晚的时间长度有规律变化的现象。
2. 昼夜长短变化的原因
地球公转导致太阳直射点的移动,使得南北半球冬夏两季昼夜长短不一。
3. 昼夜长短变化的规律
(1)空间变化——在同一时间,昼夜长短随纬度的变化而变化(同时不同地)。
地球自转的中心与公转的中心不重合, 故太阳直射点的不同导致在同一时间内, 全球各地昼夜长短随纬度的不同而不同。①当太阳直射点位于北半球时(3 月 21 日前后至9月23日前后),北半球各地昼长于夜,且越接近北极,昼与夜的时间长度差值越大。其中夏至日昼长达到一年中最大值,北极圈(66.5° N)及其以北地区出现极昼现象。②当太阳直射点位于南半球时(9 月 23 日前后至次年 3 月 21 日前后),北半球各地昼短夜长。其中冬至日昼长达到一年中最小值,且北极圈及其以北地区出现极夜现象。南半球与之恰好相反。③春分日与秋分日太阳直射点位于赤道上,此时全球各地昼夜等长。
(2)时间变化——在同一地点,昼夜长短随季节的变化而变化(同地不同时)。
节气
太阳直射点的位置
昼夜长短状况
北半球
南半球
极地地区
夏至
北回归线
昼最长, 夜最短
昼最短, 夜最长
北极圈及其以北为极昼,南极圈及其以南为极夜
冬至
南回归线
昼最短, 夜最长
昼最长, 夜最短
北极圈及其以北为极夜,南极圈及其以南为极昼
春分、秋分
赤道
昼夜等长
昼夜等长
昼夜等长
4. 极昼和极夜
(1)有些地方有时太阳会整日不落,这种现象称为极昼现象;有时太阳会整日不出,这种现象称为极夜现象。
(2)只有在南北极圈及其以内才会出现极昼和极夜现象。
知识点五 二十四节气与地球运动
1. 人类非物质文化遗产——二十四节气
2016 年, 中国申报的 “二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践” 被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。
2. 二十四节气的形成与划分
我国古代,人们利用圭(guī)表、日晷(guǐ)实测日影长度, 将每年正午日影最长的一天定为冬至, 日影最短的一天定为夏至。在春、秋两季各有一天的昼夜时间长短相等,便定为春分和秋分。在商朝时只有四个节气,到了周朝时发展到了八个;到秦汉年间,二十四节气已完全确立。公元前 104 年,《太初历》中明确了二十四节气在历法中的位置。
3. 二十四节气的划分
二十四节气是根据地球在黄道(即地球绕太阳公转的轨道) 上的位置来划分的,视地球从春分点 (黄经 , 此刻太阳直射赤道) 出发,每前进 为一个节气; 运行一周回到春分点为一回归年,合 。因此,一年分为 24 个节气。二十四节气的名称分别是:立春、雨水、惊蛰、春分、 清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、 白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。
4. 二十四节气的日期
节气的日期在阳历中是相对固定的, 如立春总是在阳历的 2 月 3 日至 5 日之间。如下表所示:
二十四节气对应阳历时间表
春季
立春
雨水
惊蛰
春分
清明
谷雨
2月4日或5日
2月19日或20日
3月5日或6日
3月20日或21日
4月4日或5日
4月20日或21日
夏季
立夏
小满
芒种
夏至
小暑
大暑
5月5日或 6 日
5月21日或 22 日
6月5日或 6 日
6月21日或 22 日
7月7日或 8 日
7月23日或 24 日
秋季
立秋
处暑
白露
秋分
寒露
霜降
8月7日或 8 日
8月23 日或 24 日
9 月 7 日或 8 日
9 月 23 日或 24 日
10 月 8 日或 9 日
10 月 23 日或 24 日
冬季
立冬
小雪
大雪
冬至
小寒
大寒
11 月 7 日或 8 日
11 月 22 日或 23 日
12 月 7 日或 8 日
12 月 21 日或 22 日
1月 5 日或 6 日
1月20日或 21 日
5. 二十四节气的意义
二十四节气不仅在农业生产方面起着指导作用, 同时还影响着人们的衣食住行,甚至是文化观念,是我国古代劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶。
第 3 节 日地月的相对运动
知识点一 光的直线传播
1. 现象探究: 光的传播探究归纳: 光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
实验过程
现象
分析总结
点燃一小段艾叶条, 打开激光笔, 让激光射到充有少量艾叶条烟尘的空气中,光在空气中的传播路径
光在空气中的传播路径是直的
用水溶性荧光笔在水中搅拌几次, 让激光射到水中, 观察光在水中的传播路径
光在水中的传播路径是直的
实验过程
现象
分析总结
让激光射到有机玻璃板中, 观察激光在有机玻璃板中的传播路径
光在有机玻璃板中的传播路径是直的
用注射器将 浓糖水缓慢注射到荧光液的下方,再将激光束逐渐向下移动, 观察激光的传播路径
光在浓度不同的糖水中的传播路径发生弯折
搅拌糖水,再让激光束射过溶液, 观察光的传播路径
光在搅匀后的糖水中的传播路径是直的
光在同一均匀介质中沿直线传播,“同一” 和 “均匀” 这两个条件缺一不可, 必须同时满足, 否则, 光的传播路径将会发生弯曲。例如, 早晨的太阳还在地平线以下时, 我们就看到了它,就是因为大气层不均匀,光在其中发生了弯曲。如图所示。
2. 光线
(1)概念:为了形象地表示光的传播情况,我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向 (如图所示)。这样的线叫作光线。
(2)作用:用光线可以简洁明了地表示不同光源的发光情况。
光线
如图甲为平行光源发出的平行光的光线画法, 图乙为点光源的光线画法。
3. 光速
(1)真空中的光速
光在不同介质中传播的快慢是不同的, 在真空中的传播速度最大,为 。
(2)不同物质中的光速
光在空气中的传播速度接近于真空中的传播速度, 一般情况下近似认为空气中的光速等于真空中的光速; 光在水中的传播速度约为真空中的 ; 光在玻璃中的传播速度约为真空中的 。
(3)光年:光在真空中 1 年内传播的距离等于 1 光年, 天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的距离。
知识点二 月球的运动
月球和地球一样不会发光, 太阳总是把半个月球照亮。但是我们看到的月球却有圆缺的变化, 这是为什么呢?
1. 月球的特点
月球自身并不发光, 它能通过反射太阳光。月球的一面被太阳光照亮, 另一面是黑暗的。
2. 月球的运动
(1)自转和公转:正如地球绕着地轴自转的同时绕太阳公转, 月球也绕着自身的轴自转并绕着地球公转。在地球上我们看到的月球的不同形状与它的公转有关。
(2)周期
月球的自转和公转周期相同,都是 27.3 日,这就是月球尽管绕着它的轴自转而我们又观察不到它的自转的原因。
3. 我们只能看到月球一面的原因
月球在自转的同时, 还在绕着地球公转, 而月球的自转和公转周期相同,因此地球上的人始终只能看到 点所在的那半个月球, 即月球正面, 因此月球总是以同一面朝向地球。
4. 如果月球不发生自转, 我们就可以在同一个月内看到月球的正面和背面。现在人们通过月球探测器, 可以拍到月球背面清晰的照片。
知识点三 日食
1. 日食的概念
地球上某些地区有时会看到太阳表面全部或部分被遮掩的现象,这种现象称为日食。
2. 日食形成的原因
地球带着月球绕太阳运动,当月球运行到地球和太阳之间, 并且三者接近排成一条直线时, 由于光是沿直线传播的,月球就挡住了一部分太阳光形成月影,从地球上月影所在区域看太阳, 太阳全部或部分被月球遮挡, 就产生了日食现象。
3. 日食的类型
日食有日偏食、日环食和日全食三种类型(如下图所示)。
(1)日偏食:当月球运行到地球与太阳之间, 月球遮住了太阳的一部分时, 出现日偏食。
(2)日环食:当月球运行到地球与太阳之间,月球只遮住了太阳的中心部分,太阳周围露出一圈日面时,出现日环食。
(3)日全食:当月球运行到地球与太阳之间,太阳完全被遮住时,出现日全食。
4. 日食发生的时间
(1)当月球处于地球和太阳之间, 且三者位置处于近乎一条直线上时,可能发生日食,故日食发生的时间为农历初一(俗称:朔)。
(2)由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个 左右的夹角,因此日食并不是每个月都会发生。
5. 日食的形成过程
(1)日食亏损方向:由于月球自西向东公转, 所以太阳被遮部位从日面的西边开始,东边结束。 (2)持续时间:日食持续的时间长短,同月球影锥在地面上移动的速度及地球的自转方向有关。日全食、日偏食和日环食,时间各不相等。
知识点四 月食
1. 月食的概念
有时候我们会看到月面部分或全部变暗的现象, 时间可长达一个多小时, 这就是月食。
2. 月食发生时月亮的颜色及原因
月食是一种很普通的天文现象,由于地球大气对太阳光的折射, 发生月食部分的月球并非全黑, 而是呈暗弱的古铜色。
3. 月食的形成原因和类型
(1)成因
①月球不会发光,靠反射太阳光而 “发光”。
②地球是不透明的球体, 太阳光经过地球后, 在地球的后面会留下一个阴影, 当太阳、地球、月球三者恰好或几乎在同一条直线上, 且地球在太阳和月球之间, 太阳到月球的光线便会部分或完全被地球遮挡, 从而产生了月食。
(2)类型
月食有月全食和月偏食两种类型。地球绕着太阳运动, 由于光是沿直线传播的, 在背对太阳的方向会产生地球的影子, 当月球进入地球影子的不同位置时, 地球上的观测者将看到月全食或月偏食现象。月全食是指月球全部进入地球本影中而变暗的现象; 月偏食是指月球有一部分进入地球本影区而变暗的现象。
4. 月食发生的时间
月食发生时, 月球、太阳和地球处于(或接近于)同一条直线, 且地球正好处于太阳和月球之间, 此时的月相为满月, 日期是农历十五、十六。但由于月球绕地球运动的轨道平面和地球绕太阳运动的轨道平面有一个 左右的夹角, 因此月食不是每个月都会发生。
5. 月食过程
由于月球自西向东公转, 月球的东缘先进入地球的本影区域,即月食是月面先亏损于东缘,后复圆于西缘。 如右栏图所示。
6. 日食、月食的比较
项目
日食
月食
形成原因
月球遮住太阳光, 我们看不到太阳或不能看到完整的太阳
地球遮住太阳光, 我们看不到月球或不能看到完整的月球
日地月位置关系
日一月一地或地一月一日
月一地一日或日一地一月
出现时间
农历初一,白天
农历十五、十六,晚上
类型
日全食、日偏食、日环食
月全食、月偏食
第 4 节 地球板块的缓慢运动
知识点一 从大陆漂移学说到海底扩张学说
1. 大陆漂移学说
(1)科学假说——大陆漂移学说的提出
①科学假说:科学假说就是用已获得的经验材料和已知的事实,运用科学思维方法,对未知自然界事物产生的原因及其运动规律做出推测性的解释。
②大陆漂移学说的提出:在 18 世纪及以前,地质学家普遍认为,大陆的位置是固定不变的。但是到了 20 世纪初,有科学家却提出了不同的观点,认为各个大陆原先是连在一起的。
1912 年, 德国地球物理学家魏格纳对大陆之间的位置关系提出了一个大胆的假说一大陆是移动的。魏格纳认为,所有的大陆曾经是连成一片的,之后经过分裂、 漂移才形成现在的样子。
(2)大陆漂移学说的内容
魏格纳把各个大陆连在一起形成的超级大陆,叫作泛大陆。泛大陆形成于 3 亿年前,经过漫长岁月,泛大陆分裂成几个大陆,这些大陆缓慢地移动,逐渐漂移到现在的位置。
(3)大陆漂移学说的证据
①非洲西海岸与南美洲东海岸的大陆海岸线可以拼合在一起。
②北美洲和非洲、欧洲在地层和岩石构造上遥相呼应, 大西洋两岸古生物群具有亲缘关系等。例如, 一种叫舌羊齿的植物适合在温和而偏凉的气候条件下生长, 但是舌羊齿植物化石在印度、澳大利亚和非洲等地的岩层中均有发现(如右栏 “舌羊齿化石的分布” 图),而这些地区现在却不具有适合舌羊齿生长的气候条件。这说明这些地区在很久之前可能是连在一起的, 且处在温和而偏凉的气候条件下。
③生物分布的相似性(如右图)
海牛栖息在热带浅海环境中,鸵鸟生活在陆地上,而且不会飞,按理说它们没有远涉大洋的能力,却分布在两块大陆上。这说明非洲大陆和南美大陆可能曾是紧密相连的整体。 后来,又有一些证据证明大陆漂移学说的正确性。
2. 海底扩张学说
(1)海底扩张学说提出的背景
由于魏格纳没有对大陆漂移的动力来源做出科学的解释,当时科学界并不接受他的假说。直到近半个世纪后, 新证据被发现, 科学家们才开始重视魏格纳的这一假说。
(2)海底扩张学说的提出
第二次世界大战后,地磁学的研究成果支持了陆地断裂分离的观点,并形成了一种新的大地构造学说。 1960 — 1962 年, 美国地质学家赫斯等人对大洋中脊(海底山脉)的研究发现, 越远离大洋中脊的洋底岩石年龄越老, 在此基础上他们提出了海底扩张学说。
(3)海底扩张学说的内容
海底扩张学说认为,大洋中形成了一个地壳裂缝(称洋中脊), 那里热的熔岩物质不断上涌, 把洋壳上较老的岩石向两边不断地推开。洋壳上方的大陆地块就像在输送带上一样被推着一起向两边移动。
知识点二 板块构造学说
1. 板块构造学说的理论基础
随着海洋地质学、古地磁学、地球物理学等学科的发展, 人们在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上创建了一种新的地球构造理论——板块构造学说。
2. 板块构造学说的内容
(1)地球的岩石圈由六大板块拼合而成。六大板块的名称分别是亚欧板块、非洲板块、太平洋板块、美洲板块、 印度洋板块和南极洲板块。这些板块 “漂浮”在软流层上, 相互不断地发生碰撞和张裂。
(2)地球表面的海洋、陆地处在不断的运动和变化之中, 板块的碰撞和张裂是引起地壳运动的主要原因。板块的碰撞会挤压地壳, 形成巨大的山脉, 如喜马拉雅山脉板块的张裂形成了裂谷和海洋,如东非大裂谷和大西洋。
3. 板块的移动速度
我们生活在地球的某一个板块上, 由于地球板块运动非常缓慢, 有一些大的板块每年仅移动几毫米, 因此我们无法感觉到它的运动。若测出某一板块在一定时间内移动的路程,我们就能计算出它的移动速度,也能对地表未来的变化做出预测。
4. 用板块构造学说解释有关的现象
知识点三 火山活动
1. 喷发原因
由于地球板块不断地相互碰撞和张裂, 产生了火山活动。
2. 火山喷发的情景
火山喷发是一种壮观的自然现象。无论是直冲云霄的滚滚火山灰,还是奔腾而出的熔岩流,火山喷发的情景都会给我们留下深刻的印象。
3. 火山喷发的后果
火山喷发后的火山灰有时会把城市掩埋, 炽热的熔岩流会使大地变成一片焦土。
4. 火山组成
典型的火山一般由火山口、火山锥、岩浆通道三部分组成。
5. 火山喷发物
状态
物质
气态
水蒸气、二氧化硫等
液态
熔岩流
固态
火山灰、火山尘、火山弹等
6. 火山外部形态和活动特点
不同火山的外部形态和活动特点是千差万别的, 火山按其活动情况分为活火山、死火山和休眠火山三类。
7. 火山的数量与分布
目前,全世界已确认的各类火山共有 2500 余座。 它们主要集中分布在环太平洋的陆地和周围海区,以及地中海一喜马拉雅山一带。
知识点四 地震
地震是一种会给人类带来巨大灾难的自然现象。
1. 产生原因
当板块之间发生碰撞、挤压或错位时, 就会导致地壳变形, 从而引起地震。
2. 发生频率
世界各地每年发生的地震多达 500 万余次。这些地震绝大部分都是极其轻微的, 只有借助灵敏的地震仪才能探测到。其中可能造成极大破坏的地震, 平均每年不到 20 次。
3. 组成要素
(1)震源:地震的发源地,一般位于地表以下0~300 km 处。
震源
(2)震中:震源在地面上的垂直投影处,一般受地震的影响最大。
(3)震中距:地表某地到震中的距离。
(4)震源深度:震源垂直向上到地表的距离。
(5)等震线:在地图上把地面破坏程度相似的各点连接起来的曲线。
4. 分布
世界地震分布与火山相似,主要集中分布在环太平洋的陆地和周围海域,以及地中海一一喜马拉雅山一带。
5. 地震的防范和预报
不同强度的地震会对人们的生产和生活产生不同程度的影响。地球上几乎每年都会发生几次大的地震, 并常常造成房屋倒塌和人员伤亡等灾难。因此, 掌握必要的地震防范措施非常重要。
(1)地震的防范
发生地震时,要冷静、不慌乱,迅速选择正确的逃生方法。
①在教室等人多的地方:如果时间允许,要有序地快速撤离,以免因慌乱发生挤压、踩踏事故;如果时间不允许, 要就地躲避。
②底楼:应该迅速跑到室外开阔的地带避险(从地震发生到房屋倒塌大约需要10秒钟)。
③高楼:发生地震时,千万不能乘坐电梯逃生。来不及逃离时, 可根据所在的位置迅速作出判断, 采用最有效的方法避震和自救。例如,伏而待定,就近选择墙角或坚固的桌子、排椅旁蹲下后闭眼,将书包或提包等缓冲物放在头顶等。
④室外:远离玻璃幕墙、楼房、电线杆、广告牌、高压线等。
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