内容正文:
最新版七年级上册
第三章 广袤浩瀚的宇宙
3.1 《认识地球》
地球是人类赖以生存的家园,它是浩瀚宇宙中的一颗行星,与太阳系的其他行星、小行星、彗星等天体一起绕太阳运转。在太阳系以外更加空旷的空间,还分布着众多的天体,它们与太阳系一起构成了庞大的银河系。银河系也只是宇宙中上千亿个相互远离的星系中的普通一员。
人们是如何认识地球、太阳系与宇宙的?对它们有着怎样的了解?
(一)导入新课
宇宙中有无数天体,我们赖以生存的行星是什么?古人站在大地上,第一眼看到的大地是平的还是圆的?几千年来人类是如何一步步看清地球真实模样的?
地球(Earth)是人类的家园。地球的形状是怎样的?人类很早就在探索地球,并提出过种种看法。今天,我们知道地球是一个球体,但人类对这个问题的认识却经历了漫长的历程。
(二)新课讲授
板块 1:地球的形状
大地是平面?
公元前6世纪,古希腊数学家毕达哥拉斯(Pythagoras)首先提出了地球是球体的猜想。过了2个世纪,古希腊科学家亚里士多德(Aristotle)通图 3 .1-1 观察远去的船只第 3 章 广袤浩瀚的宇宙 93过多次对月食的观察,发现大地投射到月球上的影子总是弧形的,由此,他推测地球是个球体。
1519年,航海家麦哲伦(F. Magellan)率领船队,经过长达3年的海上航行,完成了人类历史上第一次环绕地球航行一周的壮举,他们用自身实践证实了地球是球体,结束了人们关于地“方”与地“圆”的争论。
20 世纪,人类发射人造地球卫星、载人航天器,从太空中拍到地球的照片,确证地球是一个球体,照片上面有蓝色的海和白色的云。苏联宇航员加加林(Y. Gagarin)是人类历史上第一个在太空目睹地球是个球体的人。
1. 你还能列举验证地球是个球体的现象和方法吗?
1.月食时地球的影子:发生月食时,投射在月球上的地球阴影永远是弧形。只有球体的投影才会全程呈圆弧,平板物体影子是直线。
2.不同地方看到的星空不一样:往南北方向长途行走,会发现头顶的星星发生变化:往北走,北极星高度变高,南方部分星星彻底消失;往南走北极星变低,能看见北方看不到的南天星座。平面地球所有人星空应完全相同。
3.登高望远:站得越高,能看到更远的地平线。平地视线受地面遮挡,高处越过球面遮挡,视野范围变大,平面不存在这个效果。
2. 从人类认识地球形状的过程中,你得到什么启示?
1.科学认知不是一成不变的,是不断发展完善的。
2.实践是检验真理的唯一标准。
3.敢于质疑固有认知,不盲从传统观点。
4.科技进步推动人类认知边界拓展。
5.探索要有坚持不懈、不怕牺牲的精神
人类认识地球四阶段:天圆地方→推测球体→环球航行实证→太空直观证明;证明地球是球体的各类现象。
知识点
当人们认识到脚踩着的可能是一个球体以后,自然会问,这个球到底有多大?人类生活的区域占据了球面上的多少面积?在人们还没有能力环游地球的情况下,如何测量地球的大小呢?
板块 2:地球的大小
现代科学技术测量表明,地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。它的赤道半径约为6378 km,两极方向的半径约为6357km,相差极小。地球的赤道周长约为4×104 km。
测量地球的周长
古希腊学者埃拉托色尼假定地球是一个球体,同一时间在地球的不同地方,太阳光与地面的夹角是不同的。那么,只要测出两地的太阳光与地面的夹角的差和两地之间的距离,就可以算出地球的周长。
他听人说,在埃及的塞尼城(今为阿斯旺),夏至日正午的阳光可以直射到井底,表明太阳光正好直射在该处的地面。他又测出夏至日正午亚历山大一根垂直杆的杆长和影长,可算出太阳光与杆之间的夹角,再测出塞尼城到亚历山大的距离,这样他就算出了地球的周长。
如图3.1-6所示,埃拉托色尼算出这个夹角等于圆的,所以地球的周长应该等于两座城市之间的距离乘50。他算出的地球周长的数值为25万希腊里,约合4×104 km,与我们现在测得的数值非常接近。
假如初中学生的平均臂展为1.5 m,让大家沿着赤道手拉手合抱地球,大约需要多少名初中生?
地球赤道半径:R≈6371 km=6371000 m
赤道周长公式:C=2πR
每名学生臂展:1.5 m
计算赤道周长:C=2×π×6371000≈40030173.59 m
人数= =≈26686782
地球大小核心数据;埃拉托色尼测周长原理;科学记数法表示大数。
知识点
地球太大了,为了便于研究,人们根据地球是球体这一特征,按照一定的比例把它缩小,制成了地球的模型,即地球仪。在地球仪上,人们用不同颜色和符号,直观明了地表示地球表面的不同事物。
板块 3:地球仪
在地球仪上,与南、北两极距离相等的大圆,叫赤道。赤道将地球分为南、北两个部分,分别叫作南半球和北半球。
所有与赤道平行的圈线叫纬线。纬线指示东西方向。为了区分地球仪上的各条纬线,人们给纬线标注了度数,称为纬度。赤道的纬度是0°。南、北两极点的纬度是90°。从赤道到两极,纬度从0°增加到90°。赤道以北的称为北纬,用“N”表示;赤道以南的称为南纬,用“S”表示。
地球仪上连接南、北两极的半圆弧线叫经线,也叫子午线。经线与纬线垂直,指示南北方向。在经线上标注的度数,称为经度。
国际本初子午线大会决定,通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线为0°经线,即本初子午线。本初子午线向东从0°到180°,称为东经,用“E”表示;本初子午线向西从0°到180°,称为西经,用“W”表示。
经线与纬线垂直,相互交织,形成了经纬网。地球表面上任一地点的位置都可以用这一点的经纬度来表示,即经过这一点的经线与纬线的度数。例如,北京位于北纬39°56'、东经116°20'。无论是地面的建筑,还是航行在茫茫大海上的轮船,都可以用经纬度坐标来描述它们当前的位置。
1. 在图3.1-11上找到本初子午线、东半球和西半球的分界线、南半球和北半球的分界线。
2. 用经纬度来描述杭州的地理位置。
制作的小型地球仪
1. 确定两极和赤道。
2. 画经线和纬线。
3. 做地轴。
4. 组合固定。
5. 在自己制作的小型地球仪上画出七大洲的轮廓。
地轴、两极、赤道;经纬线、经纬度划分;南北 / 东西半球分界线;经纬网定位。
知识点
除了使用地球仪外,人们也时常使用地图。地图是地球的平面模型。它是人们运用符号来表示地表各种事物的特征,将地表的事物按一定比例缩小后表示在平面上的图形。比例尺、方向和图例是地图的“语言”。
那么,我们如何阅读地图呢?
板块 4:阅读地图
线段式比例尺
“1 cm代表实地距离50 km”
文字式比例尺
“1∶1000000”或“ ”数字式比例尺
地图的比例尺大小不同,适用性也不一样。
绘制一张中国地图和一张学校的平面图,应分别选取怎样大小的比例尺?说出你选择的理由。
绘制中国地图:选小比例尺,例:1∶10000000(1 厘米代表实地 100 千米)。中国地图选用小比例尺。因为我国地域辽阔,需要在图上展现完整全国范围,小比例尺容纳的实地面积大;全国地图只需简单标注省区、河流,不需要精细细节。
绘制学校平面图:选大比例尺,例:1∶1000(1 厘米代表实地 10 米)。学校平面图选用大比例尺。因为校园占地面积小,大比例尺可以清晰画出教学楼、操场、道路等各类设施,地图内容详细,方便看清校内各个场地分布。
地图上表示方向的原则通常是“上北下南,左西右东”,如图3.1 - 14甲所示,在此基础上,还可以确定“东北、西北、东南、西南”方向。在有经纬网的地图上,要根据经纬网来判定方向,即经线指向北极点的方向为北方,经线指向南极点的方向为南方;有的地图用一个指北的指向标指示方向,如图3.1-14乙所示。
阅读地图还需要认识图例。图例是对地图上各种符号和注记的说明。图例中的各种符号分别表示地表的各种事物。注记是指地图上的标注和各种文字说明。下面是一些常用的图例。
1. 在地球仪或地图上,利用经纬网确定位置,查找地名,并完成下表。
纬度 经度 地名 地名 经度 纬度
39° N 117° E 天津 上海 121° E 31° N
49° N 123° W 温哥华 伦敦 0° W(0°) 51° N
33° S 151° E 悉尼 纽约 74° W 41° N
2. 查阅近一个月的新闻,看看我国或其他国家及地区发生了哪些重大事件,利用经纬网地图找出这些事件发生的地点,读出大致的经纬度。
近一月有三件大事:7 月 12 日台风巴威登陆温州乐清(28°N,121°E);7 月 11 日新疆拜城地震41.74°N,81.20°E);7 月 11 日南桑威奇群岛 6.4 级地震55.25°S,28.85°W)。借助经纬网可快速定位三地,直观区分海陆、南北半球位置差异。
3. 在图3.1-13的中国地图上量出并计算北京与香港之间的直线距离。
北京与香港直线距离计算说明:先用直尺量出地图上北京至香港的图上直线长度;查看该地图比例尺(例:1cm 代表实际 100km);计算公式:实际距离 = 图上距离 ÷ 比例尺分母。实地直线距离约 1980 千米。
1. 在白纸上绘制学校平面示意图,并将画好的草图贴在教室的墙上,请同学们评价并提出修改建议。
先确定比例尺、指向标,画出教学楼、操场、大门、花坛等主要建筑,标注名称。完成后张贴墙面,同学可指出比例尺模糊、建筑位置偏差、缺少图例等问题,提出增补设施、调整比例的修改建议。
2. 比一比,看谁画的学校平面示意图最好,并简要说出理由。
一份优秀示意图要素齐全:有清晰指向标、统一比例尺、完整图例;建筑方位、大小贴合校园实际,布局工整,标注清晰直观,能快速看懂校园整体布局。
知识点:地图三要素;比例尺分类与大小对比;地图定向方法;图例注记;北斗导航、电子地图应用。
知识点
1. 人们对地球形状和大小的认识主要经历了哪些过程?
臆想阶段:古代凭直觉认为 “天圆地方”;
推测阶段:根据月食弧形阴影、海边先见船帆后见船身,推测地球是球体;
实证阶段:麦哲伦船队环球航行,首次证实地球是球体;
精确测量:现代卫星测算,确认地球是两极稍扁、赤道略鼓的不规则椭球体,并测出半径、赤道周长等数据。
2. 观察地球仪,归纳地球仪上经线和纬线分别有什么特点
纬线
互相平行,形状是圆圈;
长度赤道最长,向两极逐渐缩短至点;
指示东西方向;
纬度范围 0°~90°,分南纬 S、北纬 N。
经线
全部交汇于南北极点,形状是半圆;
所有经线长度相等;
指示南北方向;
经度范围 0°~180°,分东经 E、西经 W。
3. 某同学查阅资料发现某次台风中心在一天内不同时间的位置如下表,请据表中信息完成以下任务。
(1)在右图中标出经纬度和表中不同时间台风中心的位置。
(2)据此推测此次台风的移动方向。
3. 台风经纬问题解答
(1) 绘图标注方法
竖线代表经线(经度),横线代表纬线(纬度);
横轴标注经度:115.5°E、116°E、117°E、118°E;纵轴标注纬度:21°N、22.5°N、23.5°N、24°N;
依次标出 4 个点位:
8 时 (21°N,118°E)、12 时 (22.5°N,117°E)、16 时 (23.5°N,116°E)、20 时 (24°N,115.5°E),用线段顺次连接。
(2) 移动方向判断
纬度持续变大(向北),经度持续变小(向西),因此台风向西北方向移动。
课堂练习
(一)选择题(3 道)
1. 下列现象不能证明地球是球体的是( )
A. 月食时地球阴影呈弧形 B. 远航船只船身先消失
C. 四季更替 D. 人造卫星拍摄地球照片
2. 本初子午线指的是( )
A. 0° 纬线 B. 0° 经线 C. 180° 经线 D. 赤道
3. 大比例尺地图的特点是( )
A. 范围大,内容简略 B. 范围小,内容详细
C. 范围大,内容详细 D. 范围小,内容简略
C
B
B
1. 地球是完美的正球体,赤道半径和极半径长度相等。( )
2. 赤道是南北半球分界线,20°W 和 160°E 组成东西半球分界线。( )
3. 纬线指示南北方向,经线指示东西方向。( )
判断题
×
√
×
1.台风中心不同时间经纬度:8时21°N,118°E;12时22.5°N,117°E;20时24°N,115.5°E,请描述台风整体移动方向。
纬度数值不断增大(向北),东经度数不断减小(向西),因此台风整体向西北方向移动。
三、情境题
2.绘制校园平面图和中国地图,分别适合选用大比例尺还是小比例尺?说明理由。
校园平面图:大比例尺
理由:校园实地范围小,大比例尺能清晰画出教学楼、操场等细节。
中国地图:小比例尺
理由:中国国土范围广阔,小比例尺可将完整国土缩印在图幅内。
3.一名初中生臂展1.5m,地球赤道周长约40000km,计算大约需要多少名学生手拉手环绕赤道。
先统一单位:
40000km=40000000m
学生人数 = 赤道周长 ÷ 单人臂展
40000000÷1.5≈26666667
答:大约需要 26666667 名学生。
本节课我们完整走完人类探索地球的历程,从古人天圆地方的猜想,到亚里士多德借月食推测、麦哲伦环球航行实证,再到卫星太空直观见证,一步步确认地球是两极稍扁、赤道略鼓的椭球体,记住了地球赤道周长、半径关键数据。我们认识了地球仪上的地轴、经纬线,学会用经纬度精准定位任意地点;还掌握了地图三大语言:比例尺、方向、图例,能区分大小比例尺、在地图辨别方位。最后了解到北斗导航、电子地图等现代地理科技。科学探索离不开观察、实践与质疑,我们也要学会用地理知识解决生活里定位、识图的实际问题。
课堂小结
3.1认识地球
一、地球形状:两极稍扁、赤道略鼓椭球体
人类探索历程:天圆地方→月食推测→麦哲伦环球航行→卫星实拍
证明证据:船只远去、月食、登高望远、环球航行、太空照片
二、地球大小
赤道半径6378km极半径6357km赤道周长≈4×10⁴km
三、地球仪与经纬网
纬线:东西、赤道0°、南北纬;经线:南北、本初子午线0°、东西经
经纬网:经纬度定位;分界线:赤道(南北半球)、20°W/160°E(东西半球)
四、地图三要素
1.比例尺:数字/线段/文字式;大比例尺:范围小内容细
2.方向:上北下南、经纬网、指向标
3.图例、注记
拓展:北斗卫星导航、电子地图
板书设计
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