1.1地球的自转和公转课件2025-2026学年高中地理人教版选择性必修1

第一章 地球的运动 第一节 地球的自转和公转 人教版 · 高中地理 · 选择性必修一 1.7.2013 同学们好，欢迎来到今天的地理课堂。我们脚下的地球，并非静止不动，而是在浩瀚的宇宙中进行着永不停息的运动。今天，我们将一同探索地球运动的两种基本形式——自转和公转，揭开它们如何塑造我们世界的万千气象。让我们一起走进第一章，第一节：地球的自转和公转。 ‹#› 课标 · 学习目标 课程标准 结合实例，说明地球运动的地理意义。 ※ 核心任务：理解地球自转与公转的基本规律及其产生的地理效应，建立时空观念。 学习目标 01. 自转特征：结合示意图，说出地球自转的方向、周期、速度。（地理实践力） 02. 公转特征：结合示意图，说出地球公转的方向、轨道、周期、速度。（综合思维） 03. 黄赤交角：理解黄赤交角的概念及其对太阳直射点回归运动的影响。（综合思维） 1.7.2013 本节课的学习将围绕课程标准展开，我们需要结合实例来理解地球运动的地理意义。具体来说，我们的学习目标有三个：首先，掌握地球自转的基本特征；其次，掌握地球公转的基本特征；最后，理解黄赤交角及其重要影响。通过本节课的学习，大家应能达到相应的学业质量标准，能够运用所学知识分析和解释相关的地理现象。 ‹#› 目录 CONTENTS 01 地球的自转 概念 · 方向 · 周期 · 速度 02 地球的公转 概念 · 方向 · 周期 · 轨道 · 速度 03 黄赤交角及其影响 概念 · 太阳直射点的回归运动 1.7.2013 本节课我们将分为三个部分进行学习。首先，我们将深入探讨地球的自转，了解它的方向、周期和速度。接着，我们将把目光投向更广阔的太阳系，学习地球的公转。最后，我们将揭示一个非常关键的概念——黄赤交角，以及它如何影响太阳直射点的移动，从而产生四季变化。 ‹#› 新课导入：星轨的奥秘 这张照片是2011年11月，中国科学院国家天文台兴隆观测站拍摄的星轨照片。相机对准北极星附近的星空，经过长达6小时的曝光，记录下了恒星在天空中看似运动的轨迹。 课堂思考：为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动？北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？ 1.7.2013 同学们请看这张绚丽的星轨照片。这些美丽的光轨，是恒星在天空中移动留下的痕迹吗？还是有其他原因？这背后隐藏着地球运动的秘密。请大家思考一下，为什么所有星星都像在围绕北极星旋转？北极星的高度又告诉了我们什么信息呢？带着这些问题，让我们开始今天的探索。 ‹#› 地球的两种基本运动 星轨的奥秘，源于地球自身的运动。地球的运动主要有两种基本形式，它们共同塑造了我们感知的宇宙景象与自然节律。 自转 地球绕其自转轴的旋转运动。 这是我们感知昼夜更替的原因，也让我们在仰望星空时，看到日月星辰呈现出“东升西落”的视觉轨迹。 公转 地球绕太阳的周期性运动。 这决定了我们一年的时间长度，并直接影响了四季的更替和地球上热带、温带、寒带五带的划分。 1.7.2013 其实，星轨的形成并非恒星在运动，而是我们的地球在自转。地球的运动主要包括两种基本形式：自转和公转。 自转是地球绕着自己的地轴旋转，就像一个陀螺；而公转则是地球带着月亮一起，沿着一条轨道绕着太阳奔跑。 这两种运动共同塑造了我们所感知的宇宙景象和气候变化：自转带来了昼夜，公转带来了四季。接下来，我们将详细拆解它们。 ‹#› 一、地球的自转 地球绕其自转轴的旋转运动，是地球最基本的运动形式之一。它决定了昼夜交替的节奏，塑造了日月星辰的东升西落，更深刻影响着全球的气候、洋流分布与地转偏向力，是我们理解地理世界的基石。 1.7.2013 现在，让我们首先聚焦于地球的第一种运动形式——自转。这部分内容是理解许多地理现象的基础，我们将从它的概念、方向、周期和速度四个方面来系统学习。 ‹#› 1. 概念与地轴 什么是自转？ 地球绕其自转轴进行的周期性旋转运动，就是地球的自转。它决定了我们每天经历的昼夜更替。 地轴：假想的转轴 地轴是地球自转的轴线，它本身是一个并不真实存在的假想轴。它贯穿地心，并且有一个极其重要的特征：其北端始终指向北极星附近。 图解：北极星高度 = 当地纬度 1.7.2013 首先来看自转的概念。地球的自转，就是它围绕着一根假想的轴——地轴进行旋转。这根地轴非常重要，它的北端总是指向北极星附近。这也解释了为什么我们看星轨时，所有星星都像在绕着北极星转。 更有趣的是，在北半球，你看到的北极星有多高，就代表你所在的纬度是多少。比如在我们北京，纬度约40°N，看到的北极星高度就约为40度。利用这一点，我们在野外迷路时，可以通过寻找北极星来辨别正北方向，甚至大致估算自己所处的纬度。 ‹#› 2. 自转方向 侧视：自西向东 从侧面看地球，它始终是自西向东旋转的。这正是我们在地球上每天观察到“太阳东升西落”现象的根本原因。 俯视：北逆南顺 (核心口诀) 北极上空俯视：地球呈逆时针方向旋转。 南极上空俯视：地球呈顺时针方向旋转。 1.7.2013 地球自转的方向是固定的。从侧面看，是自西向东。但如果我们从不同的极点上空看，方向就会不同。记住这个口诀：“北逆南顺”。从北极上空看，地球是逆时针转的；从南极上空看，则是顺时针。大家可以伸出手，用右手模仿北极上空的逆时针旋转，左手模仿南极上空的顺时针旋转，加深记忆。 ‹#› 3. 自转周期：恒星日与太阳日 恒星日： 参照物：遥远的恒星 自转角度：360°(地球自转的真正周期) 时间长度：23 时 56 分 4 秒 核心意义：地球自转的物理周期 太阳日： 参照物：太阳 自转角度：360°59′(多转约59′以对准太阳) 时间长度：24 时整 核心意义：昼夜交替的周期，日常计时标准 课堂思考：天文爱好者小明某日晚上 20:00 观测到织女星。若望远镜不动，他第二天几点能再次在同一位置观测到它？ 👉 答案：19 时 56 分 4 秒 1.7.2013 地球自转一周需要多长时间？这里有两个概念：恒星日和太阳日。恒星日是以遥远的恒星为参照物，是地球自转360度的真正周期，时长约为23小时56分4秒。而我们平时说的一天24小时，是太阳日，它是以太阳为参照物，由于地球同时在公转，所以地球需要多转一点，大约360度59分，才能再次正对太阳。这个微小的差别，导致了每天同一颗恒星升起的时间会提前约4分钟。 ‹#› 4. 自转速度：角速度 核心概念:地球表面某点在单位时间内转过的角度，反映了地球自转的快慢程度。 普遍规律 除南北两极点外，地球表面任何地点的自转角速度都相等，不受纬度高低影响。 数值大小 全球统一标准值约为： 15° / 小时 计算依据 自转一周(360°)耗时约23h56m4s，计算得： 360° ÷ 24h ≈ 15°/h 特殊情况 南北两极点角速度为0。 原因：极点位于地轴上，没有参与旋转。 15°/h 15°/h 837km/h 1447km/h 1.7.2013 接下来看自转速度，首先是角速度。角速度是指地球表面某点在单位时间内转过的角度。想象一下，地球像一个旋转的篮球，除了中心点（地轴），球面上所有点在相同时间内转过的角度都是一样的。因此，除了南北两极点，全球各地的自转角速度都约为每小时15度。 ‹#› 4. 自转速度：线速度 核心概念:线速度是指地球表面某点在单位时间内随地球自转转过的弧长。 分布规律: 由赤道向两极递减：赤道最大 (约1670 km/h)，南北极点为0。 计算公式：Vφ = V赤 × cosφ (φ为当地纬度) 影响因素 1.纬度：纬度越低，线速度越大 (决定性因素)。 2.海拔：纬度相同时，海拔越高，线速度越大。 课堂思考 ：南北纬60°的线速度有何特点？ 答：约为赤道的一半。因为根据公式，cos60° = 0.5，故线速度减半。 1.7.2013 与角速度不同，线速度是指单位时间内转过的弧长。这个速度在不同纬度是不同的。赤道地区周长最长，所以线速度最大，向两极逐渐减小，到极点为零。这就像操场上跑步，外圈的同学跑一圈比内圈的同学跑的距离长。这个原理在航天发射中有着重要应用。我国选择在纬度最低的文昌发射大吨位航天器，就是为了利用更大的自转线速度，为火箭提供一个额外的“初速度”，从而节省宝贵的燃料。 ‹#› 二、地球的公转 地球的公转是地球围绕太阳的周期性转动，是地球重要的运动形式之一。它不仅决定了我们一年中的四季更替，还划分了地球上的五带，深刻影响着地球的气候与生命活动。 1.7.2013 学习完地球的自转，我们再将视野扩大到太阳系，来了解地球的第二种基本运动形式——公转。地球的公转是形成四季和五带的根本原因，我们将从它的概念、方向、周期、轨道和速度五个方面来学习。 ‹#› 1.概念、方向与周期 基本概念：地球绕太阳的运动，叫作地球的公转。地球公转的轨迹被称为公转轨道，近似正圆的椭圆轨道。 公转方向 与自转方向一致，均为自西向东。 从北极上空俯视，呈逆时针方向绕日运动。 公转周期 •恒星年 (365日6时9分10秒)：地球公转360°的真正周期。 •回归年 (365日5时48分46秒)：太阳直射点回归运动的周期，是阳历制定的基础。 1.7.2013 地球的公转，就是地球绕着太阳的运动。它的方向和自转一样，也是自西向东。从北极上空看下去，地球是逆时针绕太阳运动的。 公转的周期有两个需要我们掌握：一个是恒星年，这是地球公转360度的真正物理周期，时长约为365天6小时。而另一个是回归年，这是太阳直射点在地球表面完成一次回归运动的周期，约为365天5小时48分。我们日常生活中使用的公历，也就是阳历，正是基于回归年的时长来制定的。 ‹#› 2. 公转轨道与速度 公转轨道：近似正圆的椭圆 近日点 (1月初) 此时日地距离最近 地球公转速度最快 远日点 (7月初) 此时日地距离最远 地球公转速度最慢 课堂思考：北半球夏半年(186天)比冬半年(179天)长，为什么？ 答案：北半球夏半年时，地球正经过公转速度较慢的远日点附近，在轨道上运行相同角度需要更长的时间，因此夏半年天数更多。 1.7.2013 地球的公转轨道并不是一个完美的正圆，而是一个椭圆。太阳位于这个椭圆的一个焦点上。这意味着地球与太阳的距离是不断变化的。 1月初，地球到达近日点，距离太阳最近，公转速度最快；7月初，到达远日点，距离太阳最远，公转速度最慢。 这个速度变化导致了我们北半球的夏半年比冬半年要长几天，因为夏天我们正好经过公转速度较慢的远日点附近。 ‹#› 三、黄赤交角及其影响 赤道平面 过地心并与地轴垂直的平面。它是地球自转的基准面。 黄道平面 地球绕太阳公转的轨道平面，也是太阳直射点在地球表面运动的基准面。 黄赤交角 赤道平面与黄道平面之间的夹角。目前的度数约为：23°26′ 地轴倾角 地轴与黄道平面的夹角，与黄赤交角互余。目前约为：66°34′ 1.7.2013 现在我们进入本节课最核心、也最抽象的部分——黄赤交角。什么是黄赤交角呢？简单来说，就是地球自转的赤道平面和公转的黄道平面之间存在一个夹角，目前是23度26分。正是这个夹角的存在，才导致了太阳直射点的移动，从而产生了四季和五带。这张图清晰地展示了地轴、赤道平面、黄道平面以及它们之间的角度关系。 ‹#› 太阳直射点的回归运动 黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线（23°26′N ~ 23°26′S）之间作周期性的往返运动，这一现象被称为太阳直射点的回归运动。 太阳直射点回归运动的周期： 1 回归年 = 365日 5时 48分 46秒 1.7.2013 黄赤交角的直接影响，就是太阳直射点的回归运动。太阳直射点会在南北纬23度26分之间来回移动。 大家请看左边的卡片：春分和秋分日，太阳直射赤道；夏至日，直射点到达最北端，也就是北回归线；冬至日，直射点到达最南端，也就是南回归线。 这个移动的周期，我们称之为“一个回归年”，时长约为365日5时48分46秒，这也是我们制定历法的重要依据之一。 正是直射点的这种有规律的移动，造成了各地正午太阳高度角和昼夜长短的季节变化，最终在地球表面形成了春夏秋冬的四季更替。 ‹#› 黄赤交角小结与拓展 课堂思考· 深度思维实验 如果黄赤交角变为 0° 或 30°，地球上的昼夜长短、四季更替与五带范围将发生怎样的连锁反应？ 假设一：黄赤交角 = 0° • 太阳直射点：永远直射赤道，无回归运动。 • 昼夜长短：全球全年昼夜平分，无长短变化。 • 四季与五带：无四季更替现象，全球皆为“温带”。 假设二：黄赤交角 = 30° • 界线移动：回归线扩至30°，极圈缩至60°。 • 范围变化：热带、寒带范围扩大，温带范围相应缩小。 • 影响：各地昼夜长短变化幅度增大，气候极端性增强。 1.7.2013 我们来做一个思维实验：如果黄赤交角发生变化，世界会变成什么样？ 如果黄赤交角变为0，意味着地轴垂直于公转轨道面，那么太阳将永远直射赤道，地球上将没有四季，也没有昼夜长短的变化。这会让地球失去丰富的季节景观和生态多样性。 而如果黄赤交角变大，比如变成30度，那么热带和寒带的范围都会扩大，温带则会被挤压。这将极大地改变现有的农业格局和人类宜居带分布。 这充分说明了黄赤交角对于地球气候格局的决定性作用。 ‹#› 合作探究 绘制黄赤交角与太阳直射点回归运动图 请在草稿纸上绘制黄赤交角示意图，准确标注：地轴、赤道平面、黄道平面、黄赤交角(23°26′)。并在地球公转轨道上标注二分二至日的位置及对应太阳直射点纬度。思考并归纳太阳直射点的全年移动规律。 地表各点一年中接受太阳光直射的次数： （1）南北回归线上的点一年中有（ ）次阳光直射的机会 （2）南北回归线之间的点一年中有（ ）次阳光直射的机会 （3）南北回归线以北、以南各点一年中（ ）阳光直射的机会 1 2 没有 1.7.2013 现在是大家动手动脑的时间。我们有两个探究活动。第一个是关于航天发射，大家可以分组讨论，为什么我们国家要在文昌这个纬度最低的地方建发射场？第二个活动是绘图，通过亲手绘制黄赤交角和直射点移动的示意图，来加深对这一核心知识点的理解。请大家积极参与，分享你们的发现。 ‹#› 热点衔接：2025-2026年重大天文现象 02. “超级月亮” (2025年11月) 现象：当月球运行至近地点时恰好发生满月，此时的月亮看起来比平时更大、更明亮。 思考：这一视觉差异与月球绕地球的公转轨道形状（椭圆轨道）有什么关系？ 椭圆轨道 → 地月距离变化 → 近地点满月距离更近 → 视直径更大 → “超级月亮”现象。如果轨道是正圆形，地月距离恒定，就不会有这种视觉差异。 1.7.2013 地理知识与我们的生活息息相关，也与宇宙中的各种现象紧密相连。在未来几年，我们将能观测到一些有趣的天文事件，比如“七星连珠”、“超级月亮”，以及太阳活动带来的极光。这些现象背后，都蕴含着我们今天所学的地球运动和天体运动的原理。希望大家能将所学知识与实际观测联系起来，感受地理的魅力。 ‹#› 我国古人将太阳周年运动轨迹划分为24等份(如图所示),视太阳从春分点出发,在黄道上每前进15°为一个节气。据此完成1-2题。 1.关于太阳周年运动轨迹的说法,正确的是(　　) A.它是地球自转运动的反映 B.它是地球公转运动的反映 C.它是太阳真实的运动轨道 D.它是太阳每日的运行轨迹 2.下列相邻的节气间,地球公转速度最慢的是( ) A.春分到清明 B.夏至到小暑 C.秋分到寒露 D.冬至到小寒 课堂练习： B B 课堂练习： “数九”又称冬九九。“数九”从每年冬至日开始，每九天算一“九”，一直数到“九九”八十一天，“九尽桃花开”，天气就暖和了。下图示意地球公转轨道，图中甲、乙、丙、丁表示北半球二分二至日地球的位置。据此完成下面两题。 3．“数九”期间（） A．地球公转速度逐渐变慢 B．地球自转速度逐渐变快 C．太阳直射点一直自南向北移动 D．太阳直射点完成一个回归周期 4．“九尽桃花开”时，地球运行在公转轨道的（） A．甲、乙之间 B．乙、丙之间 C．丙、丁之间 D．丁、甲之间 C C THANKS FOR WATCHING 感谢观看 探索地球奥秘 · 感受蓝色星球魅力 1.7.2013 今天的课程到此结束，感谢同学们的认真聆听和积极参与。希望大家课后能继续探索地球运动的奥秘，感受我们蓝色星球的独特魅力。下课！ ‹#› $