第三单元 地球的运动 实验操作指南(教用版)-【实验班】2026-2027学年六年级上册科学提优训练（教科版·新教材）

第三单元 地球的运动 利用地球模型来研究 知识要点速记 1.地球仪上有赤道、南北极、经线和纬线组成的经纬网，用来确定位置。 2.地轴穿过南北两极，始终倾斜，地轴倾斜约23.5°，不垂直公转轨道。 3.可自制简易地球模型：乒乓球/球体十吸管地轴，画赤道、陆地海洋 4.模型只能模拟主要特征，地球模型分地形、行政区划、地壳运动等类型，用途不同， 方便观察昼夜交替、四季变化、自转、公转等现象，和真实地球有差别。 实验操作指南 实验 简易地球模型制作与观察实验 实验目的 学会用常见材料制作地球模型，通过观察模型了解地球基本特征，理解模型 在科学研究中的作用。 实验材料 ，乒乓球或泡沫球、铁丝、彩笔、胶带、剪刀、记号笔。 实验步骤 1.制作地轴：取一根铁丝穿过乒乓球或泡沫球两端模拟地轴，调整铁 丝倾斜角度约23.5°，用胶带固定，模拟地球倾斜状态。 2.绘制地球特征：用彩笔在乒乓球或泡沫球上画出赤道，环绕球体中 间，标注南北极，点，画出简单的陆地和海洋轮廓，用不同颜色区分。 3.标注经纬线：用记号笔绘制简单的经纬网格线，标注关键位置，模拟地球仪的定位功能。 4.模型观察：转动自制地球模型，观察球体旋转状态，对比真实地球仪，记录两者的相同，点和 不同点。 5.小组交流：分享自制模型，讨论模型与真实地球的差异，思考模型在研究地球运动中的 优势。 实验现象 注意事项 1.自制模型能模拟地球球体形态和地轴倾斜特征，转动 1.穿铁丝时动作轻柔，避免划伤 时可呈现旋转状态。 手指。 2标注赤道、极点后，能清晰区分南北半球，绘制的陆地、 2.绘制线条时尽量均匀，赤道保 海洋可直观呈现地球表面分布。 持水平，地轴倾斜角度固定。 3.简易模型虽不如地球仪精细，但能清晰展示地球的基 3.实验后整理材料，保持桌面整 本结构特征。 洁，交流时尊重他人的模型设 计。 25 实验班 是优圳练 实验结论 简易材料可制作地球模型，模型能直观呈现地球的球体形态、地轴倾斜、赤道 分半球等关键特征。模型是研究地球的有效工具，能帮助我们简化复杂地球，便于观察和探 究地球运动相关现象。 ●教材研讨答案 1.通过交流，我们知道了哪些现象？产生了哪些疑问？ 知道的现象：昼夜会交替、昼夜有长短、四季会变化、太阳东升西落等。 产生的疑问：昼夜交替为什么会发生？四季变化的原因是什么？地轴为什么是倾斜的？经纬 网格线有什么作用？ 2.通过观察地球仪，我们有哪些新的认识和问题？ 新的认识：赤道把地球分成南北半球；地轴是倾斜的；地球仪上有经纬线标注位置。 新的问题：地轴倾斜角度是多少？经纬线如何确定具体位置？地球仪上的颜色分别代表什么？ 3.根据现有的条件，我们可以选择哪些问题去研究？ 可以研究昼夜交替和地球运动的关系；地轴倾斜对地球有什么影响；如何用简易材料制作地球 模型；昼夜长短变化和地球运动的联系。 2昼夜交替的解释 知识要点速记 1.在地球上昼和夜不停地交替出现，昼夜交替是地球上最常见的现象。地球上一昼夜的时间约为 24小时。 2.地球是个不发光且不透明的球体，在同一时间里，太阳只能照亮地球的一面。 3.在昼夜交替的模拟实验中，用手电筒模拟太阳，地球模型模拟地球，模型上被照亮的部分是白昼， 未被照亮的部分是黑夜。 4.对于地球运动规律的探索，人类经历了一个相当漫长的过程。在人类历史上，有两种影响较大 的观点可以解释昼夜交替现象。 (1)“地心说”理论认为： ①地球是球形的。 ②地球处于宇宙的中心，而且是静止不动的。 ③所有天体都围绕地球运动，并且每天做一次圆周运动。 (2)“日心说”理论认为： ①地球是球形的。 ②太阳处于宇宙的中心，而且是静止不动的，所有天体（包括地球）都围绕太阳做圆周运动。 ③地球绕轴自转，24小时自转一周。 26 土星 0木星 月球 0火星 ©木星 恒星天 地球 0金星 0水星 士星 水星 实验操作指南 实验 昼夜交替成因模拟实验 实验目的 通过模拟实验验证昼夜交替成因假说，理解地球自转与昼夜交替的关系，区 分地心说与日心说的差异。 实验材料) 地球仪、手电筒（模拟太阳）、记号笔、记录表。 实验步骤 注意事项 1.标记观察点：在地球仪上选择北京位置，用记号笔标 1.手电筒距离适中、光照集中，避 注，作为昼夜观察，点。 免散射影响观察。 2.假说1 2.转动方向固定（自西向东），速 地球不动，太阳绕地球转。固定地球仪，手持手电筒绕地 度缓慢均匀，便于观察。 球仪缓慢转动，观察北京位置的光照变化，记录现象。 3.及时记录，客观分析，尊重实验 3.假说2 结果。 太阳不动，地球绕太阳转。固定手电筒，手持地球仪绕手电筒缓慢转动，保持地球仪不自转， 观察北京光照变化，记录现象。 4.假说3 地球自转，太阳不动。固定手电筒，缓慢转动地球仪（自西向东），观察北京光照变化，记录 现象。 5.假说4 地球自转十公转，太阳不动。固定手电筒，地球仪自西向东自转，同时绕手电筒缓慢公转，观 察北京光照变化，记录现象。 6.对比分析 汇总4种假说的实验现象，判断哪种假说能稳定模拟昼夜交替，得出结论。 27 实验班 提优圳练 实验现象 1.假说1、2 光照混乱，无法形成规律的昼夜交替，同一位置会长时间昼或夜。 2.假说3、4 北京能交替被照亮、遮挡，转动一周，昼夜各一次，形成规律交替。 实验结论 昼夜交替由地球自转引起，自转十公转不影响规律；地球不动、太阳绕地球转，或太阳不动 地球单纯公转的假说不成立，验证了日心说的科学性。 教材研讨答案 1.根据模拟实验结果，我们的假说能成立吗？怎样判断模型上是否出现了昼夜交替现象？ 只有“地球自转”“地球自转同时绕太阳转”的假说能成立。 判断方法：模型被光源照亮的一侧为昼，背光一侧为夜；转动模型，同一位置能交替出现光照和 背光，就是昼夜交替。 2.可以用于解释昼夜交替现象的假说有几种？它们有什么不同？ 有4种假说。 不同点： (1)运动主体不同，有的认为地球不动，有的认为太阳不动。 (2)运动方式不同，自转、公转、自转和公转。 3.现在，科学家们是怎样解释昼夜交替现象的？ 地球围绕地轴自西向东自转，同时绕太阳公转；自转一周约24小时，地球表面不同区域依次朝 向、背向太阳，形成昼夜交替。 3地球如何自转 知识要点速记 1.物体绕着穿过自身中心的轴旋转叫作自转，这个轴叫作自转轴，地球的自转轴就是地轴。 2.地球自转有三个特点：自转方向是自西向东，自转一周的时间大约是24小时，地轴倾斜角度是 23.5°。 3.地球自转时只要有太阳光照射就会产生昼夜交替现象，地轴倾斜不会影响昼夜交替的形成但 会影响昼夜长短的变化。 4.陀螺和地球都能自转，它们的相同点是都绕轴旋转；不同点是陀螺自转轴都不倾斜，自转时间 短，而地球地轴倾斜，自转时间长。 5.地轴的倾斜角度是23.5度，这个角度对地球环境有重要的影响。在太阳系中，八颗行星都在 28 自转，但它们自转轴的倾斜度有比较大的差异。 海王星 实验操作指南 实验 地球自转特点探究实验 实验目的 通过模拟实验探究地球自转的方向、周期、地轴倾斜特点，理解自转特点对昼 夜交替的影响。 实验材料 地球仪、手电筒、陀螺、量角器、记录表。 实验步骤 注意事项 1.陀螺自转观察：转动陀螺，观察绕轴旋转状态，记录转 1.量角器对齐赤道与地轴，保证 动方向、时长、轴倾斜情况。 测量准确。 地球自转方向探究：固定手电筒，分别自西向东、自东向 2.转动速度均匀，避免影响周期 西转动地球仪，观察光照，对比哪种符合太阳东升西落。 感知。 2.地轴倾斜探究：用量角器测量地轴倾斜23.5°；模拟竖 3.整理器材，结合常识理性分析。 直、倾斜、平躺三种状态，转动地球仪，观察昼夜交替现象。 3.自转周期感知：匀速转动地球仪，让坐标北京完成一次昼夜交替，计时，感知24小时周期。 4.对比总结：结合陀螺、地球仪转动情况，总结自转特点，填写记录表。 实验现象 1.陀螺：竖直轴旋转、几秒停、无倾斜、方向随机。 2.自转方向：自西向东东升西落；自东向西→西升东落（不符合）。 3.地轴：竖直、倾斜能交替；平躺正对太阳→无交替。 4.周期：一次昼夜交替≈24小时。 实验结论ノ自转方向自西向东、周期约24小时；地轴倾斜23.5°、方向不变，倾斜不影响 交替，只改变昼夜长短；自转特点区别于陀螺，是地球特有规律。 29 实验班 提优圳练 教材研讨答案 1.地球自转一定会产生昼夜交替现象吗？请结合我们的模拟实验进行解释。 不一定。 如果地轴平躺、正对太阳，自转时同一侧始终被照亮，不会交替；只有自转且阳光能照到不同侧 面，才会出现昼夜交替现象。 2.对比陀螺的自转和地球的自转，有什么相同和不同？ 相同： 都绕自身轴旋转、能稳定自转。 不同： (1)陀螺轴不倾斜，地球地轴倾斜23.5°。 (2)陀螺转动周期短（几秒），地球自转周期24小时。 (3)陀螺无固定指向，地轴始终指向北极星附近。 3.地球自转有什么特点？ (1)方向：自西向东。 (2)周期：约24小时(1天)。 (3)地轴倾斜23.5°，倾斜方向不变，指向北极星附近。 4 哪里先迎来黎明 知识要点速记 1.地球的自转方向是自西向东（从北极上空观察呈逆时针方向旋转），这使得东边地区比西边地区更 早迎来黎明。 2.在自转的地球上观察到地球以外的其他星体（如太阳、月亮、星星等）呈现东升西落现象，这是 地球自西向东自转，与其他星体相对运动的结果。 3.通过昼夜交替现象的再模拟实验可知，地球自转一周，某一个地区只能迎来一次黎明，而我们 的日常生活中昼夜交替一次是一天，一天大约是24小时，所以地球自转一周的时间就是一天，即 约24小时。 4.自转方向决定：黎明顺序、太阳东升西落、昼夜交替方向。 实验操作指南 实验 不同地区黎明时间差异模拟实验 实验目的 模拟地球自转，探究不同地区黎明时间差异，理解地球自西向东自转与黎明 先后的关系。 30 实验材料， 地球仪、手电筒、贴纸（红、绿）、记号笔、记录表。 实验步骤 1.标记城市：北京贴红、乌鲁木齐贴绿，标注名称。 2.模拟黑夜：关灯，手电筒照地球仪另一侧，两城背光（黑夜）。 3.自转观察：自西向东慢转地球仪，观察两城照亮顺序，记录。 4.反向验证：自东向西转动，再看顺序，对比差异。 5.相对运动模拟：坐转椅自西向东转，观察周围物体运动方向，类比太阳和其他天体东升 西落。 6.总结结论：分析黎明先后与自转方向的关系，填写记录表。 实验现象 1.自西向东：北京先亮，黎明更早。 2.自东向西：乌鲁木齐先亮（不符合实际）。 3.转椅模拟：自西向东转→周围物体自东向西动→太阳东升西落。 实验结论)自西向东自转，东边比西边先黎明；北京在乌鲁木齐东侧，黎明更早；日月星 辰东升西落是自转的相对运动现象。 ●教材研讨答案 1.在探讨北京和乌鲁木齐哪里先迎来黎明时，我们是怎样知道的？ 先在地球仪上确定位置：北京位于乌鲁木齐以东；再自西向东转动地球仪，北京先被照亮，所以 北京先迎来黎明。 2.通过探究，结合以前的学习，我们可以知道地球自转的方向是什么样的吗？自转一周的时间是 多长呢？ 自转方向：自西向东；自转一周：约24小时(1天)。 3.回顾第一课提出的问题，我们已经解决了哪些问题？ 昼夜交替由自转引起、自转方向和周期、东边先黎明、太阳东升西落与自转的关系。 5影长的四季变化 一知识要点速记 1.日影变化与太阳在天空中的位置变化有关。一天中，太阳在天空中的位置不同，日影也会发生 变化。随着四季的循环交替，日影也会随着季节有规律地变化。 2.太阳在天空中的位置低，物体的影子长；太阳在天空中的位置高，物体的影子短。 -31 实验班 提优圳练 影长适中 影长最短 影长适中 影长最长 3.正午时分的日影长度随四季变化的规律：从春到夏、从冬到春，日影逐渐变短；从夏到秋、从秋 到冬，日影逐渐变长。一年之中夏至时物体影子长度最短，冬至时物体影子长度最长，春分日、秋分 日时影子长度适中。 实验操作指南 实验 正午影长四季变化模拟实验 实验目的 模拟四季太阳高度变化，探究正午影长与季节、太阳高度的关系，理解古人圭 表的工作原理。 实验材料 手电筒、直尺、铅笔、量角器、记录表、卡纸（做圭表）。 实验步骤 1.做圭表：卡纸长条作圭（刻度），铅笔直立作表，固定一端。 2.模拟太阳高度： 夏至：高角度(73.5)>太阳高 春分/秋分：中等角度(50°) 冬至：低角度(26.5)→太阳低 3.测影长：手电筒距铅笔的距离不变，每次测影长，记录。 4.对比：影长与太阳高度关系，绘柱状图。 5.实际观察：晴天正午室外测影长，与模拟实验对比。 实验现象 1.夏至：影最短；冬至：影最长；春、秋分：中等、相近。 2.太阳高→光斑小→影短；太阳低→光斑大→影长。 3.实际数据与模拟规律一致。 实验结论)北半球正午影长：夏至最短、冬至最长、春、秋分居中；影长由太阳高度决定； 圭表可精准测影长，验证古人观测的科学性 32 教材研讨答案 1.四季交替，正午时分物体的影长会怎样有规律地变化？ 北半球：夏至最短，之后变长；冬至最长，之后变短；春分、秋分等长、居中，四季循环。 2.如果不在正午时分进行观察，可以吗？应该注意什么？ 可以。 正午太阳高度最高、影长最短、方向固定，便于对比四季；非正午需保证时间、地，点、方位、物体 高度完全一致，减少误差。 地球的公转 知识要点速记 1.地球绕着太阳做圆周运动叫作公转，公转方向是自西向东，公转一周需要的时间是一年。 2.地球公转轨道形状是椭圆形，公转时地轴始终保持23.5°，倾斜而且倾斜方向不变。 3.地球自转和公转同时进行，自转绕地轴，周期是是一天，公转绕太阳周期是一年。 4.地球公转就像人围着篝火跳舞，太阳相当于篝火，地球离太阳近时温度高，离太阳远时温度低， 且能不断获得太阳的光和热。 5.地球公转轨道：地球与太阳的平均距离1.50亿千米；近日点(1月)距离：1.47亿千米；远日点(7 月)距离：1.52亿千米。 6.南北半球季节相反。北半球夏至→南半球冬至；北半球冬至→南半球夏至；北半球春分→南半 球秋分；北半球秋分→南半球春分。 实验操作指南 实验 地球公转特点模拟实验 实验目的 模拟地球绕太阳公转，探究公转方向、周期、地轴倾斜特点，理解公转与自转 区别。 实验材料 地球仪、手电筒（太阳）、支架、记号笔、记录表、细绳。 实验步骤 1.搭轨道：细绳围椭圆作公转轨道，手电固定中心模拟太阳。 2.标位置：轨道标注春分、夏至、秋分、冬至。 3.模拟公转：手持地球仪，地轴倾斜23.5°、方向不变，自西向东沿椭圆慢移。 4.对比自转：先自转、再公转，对比运动中心、周期、轴状态。 5.观察光照：四节点看北半球光照范围，记录差异。 33 实验班 提优圳练 6.总结：归纳公转特点，填写记录表。 实验现象 1.公转 绕太阳椭圆运动、自西向东、地轴倾斜不变。 2.自转vs公转 自转绕地轴、周期短；公转绕太阳、周期长，可同时进行。 光照 北半球夏至范围大、冬至范围小，春、秋分均匀。 实验结论公转：绕太阳、自西向东、椭圆轨道；地轴倾斜23.5°、方向不变；公转自转同时 进行，位置变化导致光照差异，为四季成因奠基。 ●教材研讨答案 1.我们的记录单上的信息有什么相同和不同之处？其他同学的记录单对我们有什么帮助？ 相同：以太阳为中心、自西向东运动、获得太阳能。 不同：轨道形状、周期、地轴倾斜状态。 帮助：对比完善认知、纠正错误、全面掌握公转规律。 2.如果用围绕篝火跳舞来类比地球公转，我们该怎样说明？ (1)都有中心：太阳/篝火。 (2)圆周运动。 (3)获得能量：太阳光热/篝火热量。 (4)近热远冷。 (5)方向固定（自西向东）。 (6)周期固定(1年)。 3.北半球与南半球的季节是什么关系？ 季节相反：北半球夏至南半球冬至；北半球春分→南半球秋分。 7 四季变化 知识要点速记 1.昼夜交替和四季变化都会对生物产生显著影响。 2.白昼和黑夜对生物影响最大的因素是光照。大多数植物在白天进行光合作用，晚上进行呼吸 作用维持生命运动；植物的开花时间会随着昼夜交替变化；部分动物适应较强的光照，主要在 白天活动，称为昼行性动物；部分动物适应弱光，主要在夜间活动，称为夜行性动物。 -34 实验操作指南 实验四季温度成因模拟实验 实验目的 模拟公转与地轴倾斜，探究太阳高度、光照、热量与四季温度关系，理解四季 成因。 实验材料 手电筒、地球仪、纸屏、温度计、支架、记录表、彩笔。 实验步骤 1.搭装置：手电筒（太阳）固定，地球仪在前，纸屏立北半球侧，温度计贴纸屏。 2.模拟四季：地轴倾斜23.5°、方向不变，自西向东移地球仪至四节点。 3.测光斑温度：每个位置停留2分钟，观察光斑、太阳高度、记温度，填表。 4.对比：光斑、太阳高度、温度关系。 实验现象 1.夏至：光斑最小最亮、温度最高；冬至：光斑最大、温度最低；春、秋分：中等、温度适中。 2.太阳高→光斑小→热量多→温度高；反之则低。 3.地轴倾斜不变，公转位置直接影响北半球太阳高度和温度。 实验结论)四季变化由公转与地轴倾斜共同引起；北半球太阳高度随季节变化（夏高冬 低)，热量差异形成夏热冬冷、春秋温和。 ●教材研讨答案 1.模拟实验中北半球的光斑大小是怎样变化的？光斑变化与季节变化是什么关系？ 光斑：夏至最小、冬至最大、春秋分中等。 关系：光斑小→太阳高→热量多→温度高（夏）；光斑大→太阳低→热量少→温度低（冬）。 2.通过两课的探究，我们能解释夏热冬冷的原因吗？ 能。 地轴倾斜十公转：夏至北半球太阳最高、日照最长、热量最多>炎热；冬至太阳最低、日照最短、 热量最少→寒冷。 3.回顾单元首页，哪些问题得到了解决？哪些问题还没有很好地解决呢？ 已解决：东升西落、四季变化、夏热冬冷、昼夜交替、黎明先后、影长变化。 未解决：公转速度变化、二十四节气精准划分、地轴倾斜成因。 -35