第一节地球的自转和公转 讲义 2026-2027学年高二上学期人教版地理选择性必修一

本高中地理讲义聚焦地球自转与公转核心知识点，系统梳理自转的方向（北逆南顺）、周期（恒星日与太阳日）、速度（角速度与线速度分布），公转的方向、轨道（近日点与远日点）、周期（恒星年与回归年）、速度变化，以及黄赤交角（23°26′）与太阳直射点回归运动规律，构建从基础特征到空间关系再到地理意义的学习支架。 该资料通过表格对比（如自转与公转特征表）整合知识培养综合思维，设计“北逆南顺”等记忆技巧及直射点移动口诀提升地理实践力，结合《授时历》自学窗渗透人地协调观。课中辅助教师系统授课，课后学生可借助规律总结与口诀回顾强化，有效查漏补缺。

第一章 地球的运动 · 第一节 地球的自转和公转 第一节 地球的自转和公转 讲义 🎯 学习目标 1. 掌握地球自转的基本特征：方向、周期（恒星日与太阳日）、角速度和线速度的分布规律。 1. 掌握地球公转的基本特征：方向、周期、轨道（近日点、远日点）、角速度和线速度的变化。 1. 理解黄赤交角的含义：明确其大小（23°26′）及与自转、公转的关系，理解“一轴两面三角度”的空间关系。 1. 掌握太阳直射点的回归运动：能绘出并说明太阳直射点在南北回归线之间的周年移动规律。 1. 运用示意图分析地球运动：能阅读地球自转与公转示意图、黄赤交角与太阳直射点回归运动图，说明其地理意义。 01 地球的自转 地球绕其自转轴的旋转运动，叫做地球的自转。地轴是地球自转的假想轴，其北端始终指向北极星附近。地球自转是地球上昼夜交替、地方时差异等现象产生的根本原因。 ▍1.1 自转方向 地球自转的方向为自西向东。从不同视角观察，其旋转方向表现为： 1. 北极上空俯视：呈逆时针方向旋转（逆视）。 1. 南极上空俯视：呈顺时针方向旋转（顺视）。 1. 赤道侧视：自左向右（自西向东）旋转。 🔍 记忆技巧 “北逆南顺”：从北极看逆时针，从南极看顺时针；也可借助“右手定则”——右手拇指指向北极星方向，四指弯曲方向即为自转方向。 ▍1.2 自转周期 地球自转的周期有恒星日和太阳日两种，其差异源于地球在自转的同时还在绕日公转。 周期 参照物 时间长度 含义 恒星日 遥远恒星 23 时 56 分 4 秒 地球自转的真正周期（360°） 太阳日 太阳 24 时（即昼夜交替周期） 日常所用“一天”的长度（约360°59′） 💡 关键辨析 恒星日是地球自转的真正周期，长度为 23 时 56 分 4 秒；太阳日比恒星日长约 3 分 56 秒，这是因为在一个恒星日内地球已随公转前进约 1°，需再自转约 1° 才能再次正对太阳。 ▍1.3 自转速度 ▪ （1）角速度 单位时间内地球自转的角度。地球自转的角速度除极点外，各地相等，约为 15°/小时（即 1°/4 分钟）。南北两极点角速度为 0。 ▪ （2）线速度 单位时间内地球表面某点转过的弧长（线速度 = 角速度 × 该点到地轴的距离，即到地轴半径）。由于地球是两极稍扁、赤道略鼓的椭球体，线速度随纬度升高而减小： 1. 赤道处最大（约 1670 千米/小时）； 1. 由赤道向两极递减，纬度越高线速度越小； 1. 两极点为 0（极点随地球自转的半径为零）。 📌 规律总结：自转速度分布 1. 角速度：除极点外，各地相等（15°/h）；极点处为 0。 1. 线速度：由赤道向两极递减，赤道最大、两极为 0；同一纬度，海拔越高线速度略大。 1. 影响因素：线速度大小取决于纬度和海拔——纬度越低、海拔越高，线速度越大（这也是卫星发射场多建在低纬沿海的原因）。 02 地球的公转 地球绕太阳的运动，叫做地球的公转。公转与自转方向一致，均为自西向东；公转轨道、速度等因素共同影响着四季与五带的形成。 ▍2.1 公转方向与轨道 1. 公转方向：自西向东。北极上空俯视呈逆时针，与自转方向一致。 1. 公转轨道：是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。 1. 近日点与远日点：地球公转轨道上距太阳最近的点叫近日点（约 1 月初经过），最远的点叫远日点（约 7 月初经过）。 ▍2.2 公转周期 地球公转一周的时间即公转周期，常用恒星年与回归年两种表示： 周期 时间长度 说明 恒星年 365 日 6 时 9 分 10 秒 地球公转的真正周期，以遥远恒星为参照 回归年 365 日 5 时 48 分 46 秒 太阳直射点回归运动的周期，是历法的依据 ▍2.3 公转速度 根据开普勒第二定律（面积定律），地球公转速度随日地距离的变化而变化：近日点附近速度快，远日点附近速度慢。 位置 时间 日地距离 公转速度 近日点 1 月初 最近 角速度、线速度均最大 远日点 7 月初 最远 角速度、线速度均最小 💡 易错提醒 北半球冬半年（近日点附近）公转速度快，过近日点（1 月初）时最快，因此冬半年（秋分到春分）公转时间短于夏半年；夏半年（春分至秋分）过远日点（7 月初）时最慢，公转时间更长。这与“北半球夏季长、冬季短”有关。 ▍2.4 自转与公转特征对比 运动形式 绕转中心 方向 周期 速度特点 自转 地轴 自西向东（北逆南顺） 恒星日 23h56min 角速度各地相等（除极点）；线速度由赤道向两极递减 公转 太阳 自西向东（逆时针） 恒星年 365d6h 近日点最快、远日点最慢；线速度随日地距离变化 03 黄赤交角与太阳直射点的回归运动 地球自转与公转并非孤立，二者通过黄赤交角紧密联系。黄赤交角的存在，是太阳直射点在地球表面回归移动的根本原因，也是地球四季更替、五带划分的前提。 ▍3.1 “一轴、两面、三角度”的空间关系 1. 一轴：地轴（地球自转的假想轴，北端指向北极星附近）。 1. 两面：赤道平面（过地心且垂直于地轴的平面）、黄道平面（地球公转轨道面）。 1. 三角度：黄赤交角（赤道面与黄道面的夹角）、地轴与赤道平面的夹角（90°）、地轴与黄道平面的夹角（约 66°34′）。 📐 黄赤交角 定义：赤道平面与黄道平面之间的夹角，目前大小约为 23°26′（约 23.5°）。 重要关系：黄赤交角 + 地轴与黄道面夹角 = 90°。即黄赤交角约为 23°26′，则地轴与黄道面夹角约为 66°34′。 意义：黄赤交角的存在，使太阳直射点不再固定在赤道，而在南北回归线之间来回移动。 🔑 关键等式（务必牢记） 黄赤交角 = 23°26′；回归线纬度 = 黄赤交角 = 23°26′；极圈纬度 = 90° − 黄赤交角 = 66°34′。 推论：黄赤交角变大 → 回归线纬度升高、极圈纬度降低、五带中热带和寒带范围扩大、温带范围缩小；反之则相反。 ▍3.2 太阳直射点的回归运动 由于黄赤交角的存在，地球公转过程中，太阳直射点在南北回归线之间做周期性的往返移动，周期为 1 回归年。其移动规律如下表（以北半球为例）： 节气（北半球） 日期（约） 直射点位置 之后移动方向 春分 3 月 21 日前后 赤道（0°） 向北移动 夏至 6 月 22 日前后 北回归线（23°26′N） 向南移动 秋分 9 月 23 日前后 赤道（0°） 向南移动 冬至 12 月 22 日前后 南回归线（23°26′S） 向北移动 ▪ 移动规律总结 1. 移动范围：南北回归线之间（23°26′N ~ 23°26′S），即热带地区。 1. 移动周期：1 回归年（365 日 5 时 48 分 46 秒）。 1. 方向规律：“点北（北半球夏半年，春分—秋分）段北移、冬至到夏至向北；点南（北半球冬半年，秋分—春分）段南移”——简记为：夏至→南移，冬至→北移。 🧭 直射点移动口诀 “一（1 月）寒（大寒）冬至，七（7 月）小（小暑）夏至； 春分（3·21）直射赤道→北移→夏至（6·22）直射北回归线→南移→秋分（9·23）直射赤道→南移→冬至（12·22）直射南回归线→北移，周而复始。 判断技巧：给定日期，先判断位于哪两个节气之间，即可确定直射点所在半球及移动方向（如 5 月 → 春分与夏至之间 → 北半球、向北移）。 04 知识整合与规律总结 ▍4.1 太阳直射点回归运动核心链条 📌 核心链条 黄赤交角（23°26′）存在 → 赤道面与黄道面不重合 → 公转中直射点南北移动 → 春分(赤道)→夏至(北回归线)→秋分(赤道)→冬至(南回归线)→春分，周期为 1 回归年 ▍4.2 地球运动特征一览 主题 核心规律 典型应用 / 影响 自转方向 自西向东，北逆南顺 晨昏线、地方时、物体偏转 自转速度 角速度各地相等；线速度由赤道向两极递减 卫星发射场选址、同步卫星 公转速度 近日点（1 月初）快，远日点（7 月初）慢 冬半年短、夏半年长 黄赤交角 23°26′，赤道面与黄道面夹角 直射点移动、五带划分、四季成因 直射点移动 南北回归线之间周年往返 昼夜长短、正午太阳高度的变化 05 自学窗 · 《授时历》与郭守敬 我国古代的历法成就辉煌。元代科学家郭守敬主持编订的《授时历》，是当时世界上最先进的历法之一，其回归年长度的取值（365.2425 日）与现行公历（格里高利历）相当，却比公历早约 300 年。 1. 郭守敬：元代天文学家、水利学家，创制了简仪、仰仪等多种天文仪器，主持了大规模的天文测量。 1. 《授时历》：取一年为 365.2425 日，与现代测得回归年长度仅差 26 秒，精度极高。 1. 古观象台：用于观测天象、测定节气、校准历法，是古人认识地球运动与宇宙环境的重要实证（如北京古观象台）。 🌏 地理视角 从“地球运动”的视角看：回归年的精确测定，依赖于对太阳直射点回归运动的长期观测；《授时历》的高精度，正是古人通过持续观测地球公转周期取得的卓越成果，体现了地理实践力与人地协调的古老智慧。 高中地理讲义 | 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $