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

CHAPTER 01 地球的运动 第一节 · 地球的自转和公转 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的地理课堂。今天我们将一起探索我们赖以生存的家园——地球，是如何在宇宙中运动的。本章我们将学习地球的两种基本运动形式：自转和公转。这节课，我们将重点学习第一节《地球的自转和公转》。让我们一起开启这段探索宇宙奥秘的旅程吧！ ‹#› 📖 课标原文 结合实例，说明地球运动的地理意义。 课标解读 1.掌握地球自转和公转的方向、周期、速度等基本特征。 2.理解黄赤交角的概念及其地理意义。 3.分析太阳直射点的回归运动规律。 1.7.2013 在开始学习新知识之前，我们首先要明确本节课的学习目标。根据课程标准，我们需要结合实例来说明地球运动的地理意义。具体来说，我们需要掌握地球自转和公转的基本特征，理解黄赤交角的概念，并能分析太阳直射点的移动规律。同时，我们将通过学习，培养综合思维、地理实践力和人地协调观。本节课的重点是地球运动的基本特征，难点在于理解速度差异和黄赤交角的影响。 ‹#› 新课导入：“坐地日行八万里”与星轨之谜 ① 星轨之谜：长时间曝光拍摄的星空照片中，所有恒星都围绕北极星附近作圆周运动，这是什么原因？ ② 日行万里：赤道周长约4万千米（八万里），人若原地不动，一天真的“走”了八万里吗？哪里走的距离最短？ 核心思考：以上两个看似独立的自然现象，共同揭示了地球的哪一种运动形式？ 答案揭晓：地球自转 星轨是地球自西向东自转的视觉“倒影”；赤道上的线速度约1670km/h，24小时累计约4万千米。二者均源于地球的自转运动。 1.7.2013 同学们，让我们从两个有趣的现象开始今天的学习。左边这张美丽的星轨照片，展示了恒星似乎都在围绕北极星旋转。而毛泽东的诗句“坐地日行八万里”，又告诉我们即使不动，我们也在高速运动。这两个现象背后隐藏着什么共同的秘密呢？没错，它们都指向了地球的自转运动。这节课，我们就来揭开地球运动的神秘面纱。 ‹#› 基础知识自查 ①地球的自转轴叫（ ），北端始终指向（ ）附近。 ②地球自转的方向是（ ），从北极上空俯视为（ ），从南极上空俯视为（ ）。 ③以太阳为参照物，地球自转一周的时间是（ ），以恒星为参照物是（ ），其中（ ）是地球自转的真正周期。 ④地球公转的轨道形状是（ ），（ ）位于椭圆的一个焦点上。 ⑤地球公转方向是（ ），周期为（ ）。 ⑥黄赤交角的度数是（ ），它是指（ ）平面与（ ）平面之间的夹角。 参考答案： ① 地轴 / 北极星 ② 自西向东 / 逆时针 / 顺时针 ③ 24时(太阳日) / 23时56分4秒(恒星日) / 恒星日 ④ 近似正圆的椭圆 / 太阳 ⑤ 自西向东 / 1年 ⑥ 23°26′ / 黄道 / 赤道 1.7.2013 在正式学习之前，我们先来做一个小测试，看看大家对地球运动的基础知识了解多少。请大家快速完成屏幕上的填空题。这些问题涵盖了自转和公转的基本概念。完成后可以对照底部的答案，看看自己掌握得如何。这将帮助我们更好地进入接下来的学习。 ‹#› 一、地球的自转——基本特征 ①核心定义：地球绕其自转轴（地轴）的旋转运动。地轴始终指向北极星附近，且空间指向保持不变。 ②自转方向：自西向东 (北逆南顺) 侧视：从赤道上空看，地球呈“自西向东”转动。 极点俯视：北极上空看呈“逆时针”；南极上空看呈“顺时针”。 地球自转方向示意图 (箭头代表地球自转方向) 1.7.2013 现在我们进入第一部分：地球的自转。首先看它的基本特征。地球自转，就是地球绕着自己的地轴在旋转。它的方向是自西向东。为了方便记忆，我们有一个口诀：“北逆南顺”。也就是说，从北极上空看，地球是逆时针旋转的；从南极上空看，则是顺时针。大家可以看右图，直观地理解这一点。 ‹#› ③自转周期：恒星日与太阳日 恒星日： 参照物：遥远恒星 旋转角度：360° (真正周期) 持续时间：23时56分4秒 核心意义：地球自转的真正周期 太阳日： 参照物：太阳 旋转角度：360°59′ (含公转) 持续时间：24时 (0分0秒) 核心意义：昼夜交替的自然周期 早3分56秒 小思考：对准织女星，明晚望远镜再次看到它的时刻比今晚约早多少时间？ 1.7.2013 接下来是自转的周期。这里有两个重要的概念：恒星日和太阳日。 恒星日是以遥远的恒星为参照物，地球自转360度所用的时间，是23小时56分4秒，这是地球自转的真正周期。 而我们日常使用的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，所以需要多转一点，大约360度59分。 大家看右图，就能明白为什么太阳日比恒星日长了。如果今晚你在某个时间对准了织女星，因为地球自转的真正周期比太阳日短，所以明晚看到它的时刻会比今晚早约3分56秒。 ‹#› ④自转速度 小思考：为什么我国文昌发射场比酒泉更省燃料？ 01 自转角速度 全球分布规律一致。除南北极点外，地球表面任何地点的自转角速度均为15°/小时。 02 自转线速度 赤道最快：约1670 km/h 60°纬度：约837 km/h(赤道一半) 两极点：线速度为0(极点无自转) 答案：文昌纬度更低，自转线速度更大，能为火箭发射提供更大的初速度，从而有效节省燃料。 1.7.2013 地球自转的速度分为角速度和线速度。角速度很简单，除了极点，全球各地都是每小时15度。而线速度则不同，它是随着纬度的升高而降低的，赤道最快，极点为零。这就是为什么我们选择在纬度较低的文昌发射火箭，因为可以利用更大的自转线速度，节省燃料。左图清晰地展示了这种分布规律。 ‹#› 探究活动一：地球自转方向与周期的模拟 实验器材： 准备材料：地球仪一个、手电筒两只、贴纸若干个。请大家提前将贴纸贴在地球仪上作为观察点。 操作步骤： 1. 分组合作：一人持手电筒模拟太阳，一人匀速拨动地球仪“自西向东”转动。 2. 模拟恒星日：以墙壁为“恒星”参照物，记录贴纸两次对准墙壁的时间。 3. 模拟太阳日：以手电筒为“太阳”参照物，记录贴纸两次正对光源的时间。 4. 对比记录：比较两种参照物下测得的周期时长差异。 探究思考： Q1: 两种记录时间是否相同？为什么会产生差异？ Q2: 若改变拨动地球仪的速度，测得的“日长”会发生什么变化？ 1.7.2013 理论学习之后，我们来动手做一个模拟实验，加深对自转周期的理解。大家可以分组，用地球仪和手电筒来模拟恒星日和太阳日。通过这个实验，我们可以直观地感受到，由于参照物不同，测量出的周期也不同。请大家按照步骤操作，并思考屏幕上的两个问题。 ‹#› ★ 热点衔接一：地球自转与航天发射 2025年，神舟二十号、天问二号等国家重点航天任务持续推进，我国航天事业正以蓬勃之势探索深空。 🤔 深度思考: 我国四大发射场中，为何纬度最低的文昌发射场，却承担了“天问”系列等最重的深空探测发射任务？ 答案解析 文昌(约19°N)利用其低纬度优势，借助地球自转线速度，能显著降低发射成本并增加火箭有效载荷，成为执行大型深空探测任务的首选。 1.7.2013 现在我们来看一个高考高频考点，将地理知识与国家科技发展联系起来。我国有四大航天发射场，为什么纬度最低的文昌承担了最重的发射任务？这就回到了我们刚刚学的自转线速度知识。纬度越低，线速度越大，能为火箭提供更大的初始动力，从而节省宝贵的燃料。左图展示了四大发射场的位置，大家可以直观地看到文昌的纬度优势。 ‹#› 1.如果该图是从极地上空俯视地球，则甲点位于乙点的（ ） A．东南方 B．西南方 C．东北方 D．西北方 2.条件同上题，下列叙述正确的是（ ） A．自转角速度甲地小于乙地 B．自转线速度甲地小于乙地 C．甲乙两地角速度和线速度相等 D．以上都不对 达标训练 俯视图方位的判断 B B 下图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。据此完成 3.若图中的中心天体P为北极星，下列说法正确的是(　 ) A．该照片拍摄于南半球中纬度地区 B．该照片是地球公转的反映 C．照片中的恒星呈顺时针方向运动 D．照片中的恒星呈逆时针方向运动 4.若A恒星视运动转过的角度约为30°，估测这张照片的曝光时间可能是( 　) A．30分钟 B．60分钟 C．120分钟 D．24小时 达标训练 D C 二、地球的公转——基本特征 ①核心概念：地球绕太阳的周期性运动。公转轨道为一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，这导致了日地距离随时间发生微小变化。 ②运动方向：自西向东（与地球自转方向保持一致）。 关键轨道参数： 半长轴: ~1.496亿km 离心率: ~0.0167 (偏心率极小) 小思考：若从北极上空俯视，公转是顺时针还是逆时针？ 答案：逆时针 (与自转方向一致) 1.7.2013 好的，学完了自转，我们接着来看地球的第二种运动形式——公转。地球公转就是绕着太阳转。它的轨道是一个近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。公转的方向和自转一样，都是自西向东，从北极上空看也是逆时针。大家看右图，这就是地球公转的轨道示意图。 ‹#› ③公转周期：恒星年与回归年 01 / 恒星年 · 真实周期 参照物：遥远的恒星 | 旋转角度：360° 持续时间：365日 6时 9分 10秒 核心意义：地球绕太阳公转一周360°的真正物理周期 02 / 回归年 · 季节周期 参照物：太阳直射点 | 运动：回归运动 持续时间：365日 5时 48分 46秒 核心意义：地球上四季更替、寒来暑往的周期，用于指导农业生产 1.7.2013 和自转一样，公转也有两个周期。恒星年是地球公转360度的真正周期，约365日6时9分。而我们日常使用的年，是回归年，它与四季更替相关，约365日5时48分。两者的微小差异，是通过我们熟悉的闰年和闰月来调整的。右图可以帮助我们理解这两个周期的区别。 ‹#› ④公转速度 近日点：时间：每年1月初| 距离：日地距离最近 速度：公转速度最快(约30.3 km/s) 远日点：时间：每年7月初| 距离：日地距离最远 速度：公转速度最慢(约29.3 km/s) 小思考：北半球夏半年（186天）比冬半年（179天）长？ 答案：北半球夏半年时，地球经过远日点附近，受开普勒定律影响，公转速度较慢，因此需要花费更长的时间来完成这一段公转行程。 1.7.2013 地球公转的速度是不均匀的。根据开普勒第二定律，地球在近日点（1月初）时速度最快，在远日点（7月初）时速度最慢。这个规律可以解释一个有趣的现象：为什么北半球的夏半年比冬半年长？因为夏半年地球经过远日点附近，走得慢，所以时间就长一些。右图清晰地展示了这种速度变化。 ‹#› 三、黄赤交角 —— 自转与公转的桥梁 ①核心概念定义 黄赤交角是地球公转轨道面（黄道面）与自转轨道面（赤道面）之间的夹角。目前公认的数值为：23°26′ ②三者几何关系 赤道面 ⊥ 地轴 黄道面与赤道面夹角 = 23°26′ 地轴与黄道面夹角 =66°34′(两者互余，和为90°) 思考：黄赤交角与回归线、极圈度数关系？ 答：回归线度数 = 黄赤交角(23°26′)；极圈度数 = 90°-黄赤交角(66°34′)。 1.7.2013 现在我们进入第三部分，学习一个非常关键的概念——黄赤交角。它是连接自转和公转的桥梁。简单来说，就是地球公转的轨道面（黄道面）和自转的轨道面（赤道面）之间的夹角，度数是23度26分。这个角度决定了太阳直射点的移动范围，也就是回归线的度数。大家看右图，地轴、赤道面和黄道面之间的关系一目了然。我们可以通过简单的数学关系来记忆：回归线度数等于黄赤交角，而极圈度数等于90度减去黄赤交角。理解这个关系对于我们学习后面的五带划分和四季变化至关重要。 ‹#› ③太阳直射点的回归运动 运动成因：由于黄赤交角的存在，地球在绕日公转过程中，太阳直射点在南北纬23°26′之间往返移动，形成回归运动。 口诀记忆： “春分秋分赤道坐 夏至北回冬至南” 日期规律： 春分日 (3/21)→ 直射赤道 →夏至日 (6/22)→ 直射 23°26′N (北回归线) →秋分日 (9/23)→ 直射赤道 →冬至日 (12/22)→ 直射 23°26′S (南回归线) →次年春分 运动周期为一个回归年 (365日5时48分46秒) 1.7.2013 正是因为有了黄赤交角，太阳直射点才会在南北回归线之间做回归运动。从春分到夏至到秋分再到冬至，直射点在赤道和南北回归线之间移动。这个运动周期就是一个回归年。为了方便记忆，我们有一个口诀：“春分秋分赤道坐，夏至北回冬至南”。大家可以结合上方的示意图来理解这个规律。 ‹#› 探究活动二：绘制公转轨道图，追踪太阳直射点 探究任务： 每组一张A3空白纸，根据给定材料完成以下绘制与标注： 1. 画出赤道和南北回归线并标注出纬度值； 2. 在三条纬线上标注春分、秋分、夏至、冬至四个关键位置及对应日期； 3.用一条平滑的曲线把四个节气相连接起来。 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 接下来，我们进行第二个探究活动。请大家分组，在空白纸上绘制地球公转轨道图，并标注出二分二至四个关键位置和太阳直射点的纬度。通过亲手绘制，我们可以更深刻地理解地球公转与太阳直射点移动的关系。同时，请思考屏幕上的三个问题，特别是第三个假设性问题，这有助于我们理解黄赤交角的重要性。 ‹#› 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 达标训练 B B “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 达标训练 C C 总结 01 地球的自转 概念与方向：自西向东（北逆南顺） 周期：恒星日 (23h56m) / 太阳日 (24h) 速度：角速度约15°/h，线速度赤道最大(1670km/h)，极点为0 02 地球的公转 概念与方向：自西向东（北天极俯视呈逆时针） 轨道：近似正圆的椭圆轨道，太阳位于焦点上 周期：恒星年(365d6h) / 回归年(365d5h) 速度：近日点(1月初)最快，远日点(7月初)最慢 03 黄赤交角与影响 黄赤交角：目前约为23°26′ 直射点回归运动：在南北回归线 (23°26′N/S) 之间往返移动 地理意义：导致昼夜长短与正午太阳高度的季节变化，进而形成四季更替与五带划分 1.7.2013 课程接近尾声，我们用一张思维导图来回顾本节课的核心知识。我们学习了地球的自转和公转，包括它们的方向、周期和速度。然后我们重点学习了黄赤交角，以及它如何导致太阳直射点的回归运动，最终产生了四季和五带。希望这张图能帮助大家构建清晰的知识体系。 ‹#› 谢 谢 欢迎提问与讨论 THANKS FOR LISTENING 1.7.2013 感谢大家的聆听！希望通过今天的学习，大家对地球的运动有了更深刻的理解。科学的探索永无止境，就像我们脚下的地球，始终在不停运动。让我们保持好奇心，继续探索这个奇妙的世界。下课！ ‹#› $