1.1 地球的自转和公转（情境教学课件）地理人教版选择性必修1

该高中地理课件聚焦地球自转和公转规律，以SpaceX火箭发射方向、低纬度发射场优势等问题导入，引导学生探究自转（北极星仰角与纬度关系、恒星日与太阳日、角速度线速度）和公转（恒星年与回归年、近日点远日点）的核心知识，构建黄赤交角影响太阳直射点回归运动的逻辑学习支架。 其特色在于以火星移民等真实情境贯穿教学，通过火箭发射分析自转速度、历法危机理解公转周期，培养综合思维。设置动手绘制回归线、北极星位置推算等活动，提升地理实践力。练习结合中国发射场分布等案例，强化区域认知，助力学生学以致用，也为教师提供情境化教学资源。

1 SpaceX星舰发射 2 马斯克公开宣布，计划2050年前建成可容纳百万人的自给自足火星城市，实现人类跨行星文明延续。但火星移民最大的难题，全部源于地球运动规律： 思考：1、为什么SpaceX火箭都向东发射？ 2、为什么低纬度发射场是星舰升空的最优选择？ 3 4 概念 方向 周期 速度 在茫茫宇宙中，地球与其他星球一样，都处在不断的运动之中 地球绕其自转轴的旋转运动，叫作地球的自转；地球的自转轴叫地轴，它的北端始终指向北极星附近 5 假设你是space X星舰领航员，GPS因太阳风暴瘫痪，飞船迷失在北半球某片海域。深夜，你看到北极星在正北方，仰角约30°。仅凭这点，能推算出飞船的大致位置吗？ 如果飞船迷失在北极点（90°N），北极星在什么位置? 如果你在赤道（0°）看北极星，它在什么位置？ 北极星 6 北极星 H=90° H=60° ) H=0° 在北极点（90°N），北极星在什么位置? 在头顶正上方，仰角为90° 在地平线上，仰角为0° 在赤道（0°）看北极星，它在什么位置？ 90°N 60°N 0° 7 概念 方向 周期 速度 思考：那么，从赤道到北极点，随着纬度的升高，北极星的仰角是变大还是变小？它们之间有什么数学关系？ 纬度的升高，北极星的仰角是变大 纬度，就等于北极星的仰角（高度角） β β α α β’ 北极星(很远） 8 概念 方向 周期 速度 北极星 侧视图 南极俯视图 北极俯视图 逆时针 顺时针 自西向东 9 概念 方向 周期 速度 无论是从佛罗里达州的肯尼迪航天中心，还是从海上发射平台，SpaceX的火箭都向东发射？ 火箭向东发射，就是顺着地球自转的方向飞行。这样火箭在起飞时就能直接“蹭”到地球自转带来的巨大初速度（相当于搭上了“免费顺风车”），从而最大程度地节省燃料，提升运载能力。 10 概念 方向 周期 速度 科考队正在调试即将奔赴火星的星舰机载导航计时系统，工程师提出两个关键数据： 1、参考天文轨道测算：地球原地完整转360°，所需时长是23时56分4秒； 2、按照地面人类日常作息计时：我们一天设定为24小时，以太阳两次上中天（正午头顶）为标准。 同样是地球自转一周，为什么会出现两个不一样的时长？如果星舰轨道计算误用 24 小时作为自转周期，会给火星航行带来什么致命问题？ 11 概念 方向 周期 速度 恒星 恒星日 太阳日 公转轨道 “日常生活” “真正周期” 23时56分4秒 恒星日 以恒星为参考系的自转周期 24时 太阳日 以太阳为参考系的自转周期 12 概念 方向 周期 速度 A A B C 观察：请判断A、B、C三点的角速度以及线速度大小 地球自转速度可以用角速度和线速度来描述 角速度：单位时间内转过的角度 线速度：单位时间内转过的弧长 13 概念 方向 周期 速度 A B A C 地球自转速度可以用角速度和线速度来描述 角速度：单位时间内转过的角度 线速度：单位时间内转过的弧长 观察：请判断A、B、C三点的角速度以及线速度大小 14 概念 方向 周期 速度 C A B’ A A’ B C’ 地球自转速度可以用角速度和线速度来描述 角速度：单位时间内转过的角度 线速度：单位时间内转过的弧长 观察：请判断A、B、C三点的角速度以及线速度大小 角速度：B = C = 15°/h > A = 0°/h 线速度：C > B > A = 0 km/h 15 概念 方向 周期 速度 C A B’ A A’ B C’ 地球自转速度可以用角速度和线速度来描述 角速度：单位时间内转过的角度 线速度：单位时间内转过的弧长 地球自转线速度由赤道向两极递减 除南北两极点外，全球各地角速度相等 赤道：线速度 ＝ 40076km/24h ≈ 1670km/h 60°纬线：线速度 ＝ ½赤道线速度 ≈ 837km/h 16 概念 方向 周期 速度 1.从地球自转的速度，思考海南文昌卫星发射中心与其他几个卫星发射中心相比有什么突出优势？ 2.文昌还有哪些优势？ 纬度低，自转线速度比较大，卫星初速度大，可以增加载荷。 海运优势方便运输大型器材； 周边都是大海，人口少，对人们的生产生活影响小； 17 概念 方向 周期 速度 3.其他三个卫星发射基地的共同区位优势有哪些？ 气候干旱，降水稀少；天气晴朗，能见度高； 地形平坦开阔，地势相对较高； 平坦开阔利于地面设备跟踪测控，地势高则地球自转的线速度较大)； 人烟稀少，保证安全，且对人们的生产生活影响小。 18 19 概念 方向 周期 速度 地球绕太阳的运动，叫作地球的公转；同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东 20 概念 方向 周期 速度 SpaceX的先遣队成功登陆火星了。为了保持与地球指挥中心的同步，宇航员们最初决定严格使用地球上的‘恒星年（365天6小时9分10秒）’作为日历标准。 但是，仅仅过了几个地球年，基地就爆发了严重的‘历法危机’。宇航员们发现，如果一直用这个日历，他们日历上的‘春分’和‘冬至’等节气，每年都会提前大约20分钟到来。大约70年后，他们日历上的‘夏天’，实际上地球已经进入了秋天！请问，为什么我们日常使用的日历，不能用地球公转的‘绝对真实周期’（恒星年）？ 21 22 23 概念 方向 周期 速度 “日常生活” “真正周期” 365日6时9分10秒 恒星年 以恒星为参考系的公转周期 365日5时48分46秒 回归年 以太阳为参考系的公转周期 24 概念 方向 周期 速度 冬至 12月22日 夏至 6月22日 1月初-近日点（速度最快） 7月初-远日点（速度最慢） 秋分 9月23日 春分 3月21日 接近正圆的椭圆轨道 秋分-冬至： 速度变快 春分-夏至： 速度变慢 夏至-秋分： 速度由慢变快 冬至-春分： 速度先快后慢 25 概念 方向 周期 速度 1月初-近日点 7月初-远日点 开普勒行星运动第二定律，也称等面积定律，指的是太阳系中太阳和运动中的行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积 26 概念 方向 周期 速度 冬至 12月22日 夏至 6月22日 1月初-近日点（速度最快） 7月初-远日点（速度最慢） 秋分 9月23日 春分 3月21日 接近正圆的椭圆轨道 夏半年 （186天） 通常年份，北半球夏半年(自春分日至秋分日)的日数是186天，冬半年(自秋分日至次年春分日)的日数是179天；造成这种日数差异的原因是什么? 冬半年 （179天） 北半球夏半年地球公转经过远日点附近，公转线速度慢，耗时久； 冬半年经过近日点附近，公转线速度快，耗时短，故而夏半年天数更长。 27 28 太阳直射点回归运动 黄赤交角及其影响 赤道平面与黄道平面之间存在的交角 黄赤交角 过地心并与地轴垂直的平面 赤道平面 地球公转轨道平面 黄道平面 地球公转轨道面 (黄道平面) 赤道平面 北极 南极 地轴 66°34′ 23°26′ 地球公转时，地轴指向、黄赤交角短期内基本恒定 29 太阳直射点回归运动 黄赤交角及其影响 由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的位置不同，地表接受太阳垂直照射的点(简称太阳直射点)是有变化的 夏至 6月22日 秋分 9月23日 春分 3月21日 冬至 12月22日 直射23° 26’N 太阳直射点逐渐北返 直射赤道 直射赤道 太阳直射点继续北移 太阳直射点逐渐南返 直射23° 26’S 太阳直射点继续南移 30 太阳直射点回归运动 黄赤交角及其影响 太阳直射点在南、北纬23° 26‘之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动； 北纬23°26‘称为北回归线，南纬23°26’称为南回归线；太阳直射点回归运动的周期就是一个回归年 动手实操：在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线 23°26´N 0° 23°26´S 春分 3月21日 夏至 6月22日 秋分 9月23日 冬至 12月22日 春分 3月21日 31 元朝奇才·郭守敬-编历法 32 自西向东、南顺北逆 地球的自转和公转 地球的公转 定义 方向 周期 速度 课堂总结 自西向东、南顺北逆 地球的自转 定义 方向 周期 速度 太阳日：24时 绕自转轴的旋转 绕自转轴的旋转 恒星日：23时56分4秒 角速度：除极点外，各地角速度都为15°/h 线速度：由赤道向两极递减 回归年：365日5时48分46秒 恒星年：365日6时9分10秒 近日点（1月初）：最快 远日点（7月初）：最慢 33 1．四季更替、昼夜长短变化是由哪种运动造成（ ） A．地球自转 B．地球公转 C．太阳运动 D．月球公转 2 . 造成北京和智利圣地亚哥昼夜时间相反的直接原因是（ ） A．纬度差异 B．海陆差异 C．地球公转 D．地球自转 3 . 地球公转近日点时间是（ ） 1 月初 B. 4 月初 C. 7 月初 D. 10 月初 D B 练习检测 A 34 4．读右图,下列关于A、B、C、D四点自转线速度的比较, 正确的是 (　　) A. A=C<B<D B. A=C>B>D C. A=D<B<C D. A=D>B>C 5. 有关地球自转的叙述,正确的是(　　) A. 地球一刻不停地绕太阳自转,地轴始终指向北极星附近 B. 以不同恒星为参照物,地球自转一周的时间都是23时56分4秒 C. 一个太阳日是24时 D. 地球自转一周的时间是确定的,所以恒星日与太阳日应该相等 B C 练习检测 35 6．图像最能反映(　　)　　　　　　　　　　　　　　　 A. 地球自转 B. 地球公转 C. 流星运动 D. 恒星运动 7. 某一遥远的恒星A在该日23时位于图中的“☆”位置， 那么，第二天该恒星处于星空同样位置最接近的时间是 (　　) A. 23时 B. 22时56分4秒 C. 23时4分4秒 D. 21时52分 A B 练习检测 右图为我国某中学地理研究性学习小组野外宿营时,同学们把照相机固定,对准北极星附近的星空,长时间曝光,得到的北极星附近星辰运动轨迹的照片。 36 8．地球在公转轨道上运动所用时间最少 的一段是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　 A. 甲→乙 B. 乙→丙 C. 丙→丁 D. 丁→甲 9. 每年的11月11日被称为“光棍节”,这一天也是网购最集中的日子。此时地球在公转轨道的位置距甲、乙、丙、丁四点最近的是(　　) A. 甲点 B. 乙点 丙点 D. 丁点 A A 练习检测 下图是地球公转的轨道示意图,图中甲、乙、丙、丁四点将轨道均匀分成四等份。读图,完成下列各题。 37 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $