第一节地球的自转讲义2026-2027学年高中地理湘教版选择性必修一

本高中地理讲义围绕地球自转展开，系统梳理自转的基本特征（方向“北逆南顺”、周期区分恒星日与太阳日、速度的角速度和线速度分布规律）及地理意义（昼夜交替与晨昏线特点、地转偏向力“南左北右赤道无”规律、地方时与区时计算及日期界线），构建从特征到意义的完整知识支架。 该资料突出综合思维与地理实践力培养，通过实例分析（如文昌航天基地选址与自转速度关系、傅科摆实验证明自转）、表格对比（恒星日与太阳日差异）及口诀记忆辅助理解，课中助力教师清晰授课，课后知识框架与易错清单帮助学生巩固核心知识，提升区域认知与问题解决能力。

湘教版选择性必修1 | 第一章第一节 地球的自转 第一节 地球的自转讲义 一、学习目标 区域认知：运用地球自转知识，说明世界不同时区、日期范围的划分依据。 综合思维：运用地转偏向力的规律，分析自然界水体运动、大气运动等产生偏移的自然现象的原因。 人地协调观：了解人类生活作息与昼夜交替的关系，理解地球自转的周期、速度特征。 地理实践力：通过生活中不同地点发生的事件，培养地方时、区时、日期等相互转化的能力。 二、地球自转的基本特征 （一）自转的概念 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。在地球上的人们感觉不到地球的自转，但在北半球观察，恒星似乎围绕北极星附近的某点作圆周运动。 知识拓展：地轴与北极星 地轴是穿过地心连接南北两极的假想轴，其北端始终指向北极星附近。北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。当地纬度等于北极星的仰角（北极星高度角）。从赤道向北极，北极星高度越来越高；南半球不能观察到北极星。 （二）自转方向 地球自西向东自转。 1. 从不同视角判断自转方向 1. 侧视图：自西向东。 1. 北极上空俯视：呈逆时针方向旋转（"逆"）。 1. 南极上空俯视：呈顺时针方向旋转（"顺"）。 口诀：北逆南顺。 图1 地球自转方向：北极上空逆时针，南极上空顺时针 2. 根据经纬度判断自转方向 1. 东经度增大的方向，即为地球自转方向。 1. 西经度减小的方向，即为地球自转方向。 图例：→ 地球自转方向（箭头所指方向永远是东）。 （三）自转周期 地球自转一周的时间称为一日。选定的参照物不同，一日的时间长度略有差别。 名称 参照物 自转角度 时间长度 意义 恒星日 恒星 360° 23时56分4秒 地球自转的真正周期 太阳日 太阳 360°59′ 24时 昼夜交替周期，日常生产生活使用 表1 地球自转周期对比 💡 易错辨析 恒星日与太阳日的区别：恒星日以遥远恒星为参照，地球自转360°，是真正的自转周期（23时56分4秒）；太阳日以太阳为参照，地球自转360°59′（多转了59′），时间长度为24时。这是因为地球在自转的同时还在绕太阳公转，每天公转约59′，所以需要多转一点才能再次对准太阳。 （四）自转速度 地球自转的速度可以用角速度和线速度来描述。 1. 角速度 概念：单位时间自转的角度。 规律：除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同，约为15°/时。 计算：角速度 = 360° ÷ 24时 ≈ 15°/时。 注意：极点的角速度为0。 2. 线速度 概念：地球自转时，某点在单位时间内转过的距离（弧长）。 公式：线速度 = 纬线周长 ÷ 自转周期 = 1670 × cosθ（θ为当地纬度），单位：km/h。 图2地球自转角速度和线速度分布示意图 纬度 线速度（km/h） 说明 赤道（0°） 1670 线速度最大 南北纬30° 1447 为赤道的cos30°倍 南北纬60° 837 约为赤道的一半 两极（90°） 0 线速度为0 表2 不同纬度的地球自转线速度 3. 线速度分布规律 1. 纬度越低，线速度越大（由赤道向两极递减）。 1. 同一纬度，海拔越高，线速度越大。 1. 赤道最大（约1670 km/h），极点为0。 1. 南北纬60°处线速度约为赤道的一半（837 km/h）。 4. 航天发射基地选址与自转速度 航天发射基地应选择在自转线速度较大、纬度低、海拔高的地区，并且向东发射。这是因为： 1. 纬度越低，地球自转线速度越大，航天发射获得的初速度越大，越节省燃料。 1. 向东发射可充分利用地球自转速度（顺行轨道）。 1. 海拔越高，线速度越大，同样有利于节省燃料。 💡 实例分析 我国四大航天发射基地：酒泉（41°N）、太原（38°N）、西昌（28°N）、文昌（19°N）。文昌纬度最低，线速度最大，最有利于航天发射，这也是我国在海南文昌新建航天发射场的重要原因。 三、地球自转的地理意义 地球自转产生了三大地理意义：昼夜交替、物体水平运动方向偏转、时差（地方时与区时）。 （一）导致昼夜交替现象 1. 昼夜交替的成因 1. 地球是一个不发光、不透明的球体 → 地球有昼夜现象（静态）。 1. 地球不停地自转 → 昼夜不断交替（动态）。 💡 思考 假如地球不会自转，昼夜更替是否还存在？ 答：仍然存在，此时昼夜交替周期变为一年（由公转产生）。但昼夜温差会极大，不利于生命生存。 图3 地球昼夜交替与晨昏线（圈）示意图 2. 晨昏线（圈） 概念：昼半球与夜半球的分界线，称为晨昏线（圈）。它由晨线和昏线组成。 晨线：顺着地球自转方向，从夜半球进入昼半球的过渡线（日出）。 昏线：顺着地球自转方向，从昼半球进入夜半球的过渡线（日落）。 3. 晨昏线的特点 ①晨昏线（圈）始终与太阳光线垂直。 ②晨昏线（圈）平分地球，是过地心的大圆。 ③晨昏线（圈）平分赤道（晨线与昏线各跨赤道180°）。 ④晨昏线与赤道交点的地方时：晨线交点为6时，昏线交点为18时。 ⑤只有在春分和秋分时，晨昏线与经线圈重合（全球昼夜等长）。 ⑥在夏至和冬至时，晨昏线与极圈相切。 4. 用太阳高度表示昼夜情况 1. 昼半球：太阳高度 > 0（正午太阳高度最大）。 1. 夜半球：太阳高度 < 0（半夜太阳高度最小）。 1. 晨昏线上：太阳高度 = 0。 5. 昼夜交替的周期及意义 周期：一个太阳日，即24小时。 意义： 1. 昼夜交替周期适宜，使地面白昼不至于过热，黑夜不至于过冷，有利于有机体的生存和发展。 1. 各地温度发生昼夜变化，生物形成昼夜节律（又称"生物钟"）。 （二）物体水平运动方向发生偏转 1. 偏转原因 地球自转产生地转偏向力（科里奥利力），使沿地表做水平运动的物体偏离其初始运动方向。 2. 偏转规律 北半球右偏，南半球左偏，赤道上不偏转。 口诀：南左北右赤道无。 图4 地转偏向力导致水平运动物体偏转规律 3. 地转偏向力的特点 1. 只作用于水平运动的物体（气体、液体、固体）。 1. 始终垂直于物体的水平运动方向。 1. 只改变物体运动方向，不改变运动速度大小。 1. 纬度越高，地转偏向力越大；赤道上为0。 1. 物体运动速度越大，地转偏向力越大。 4. 地转偏向力的现实表现 领域 具体表现 河流 北半球河流右岸侵蚀严重、左岸泥沙堆积；南半球相反。 大气环流 气旋：北半球逆时针旋转，南半球顺时针旋转；反气旋相反。 洋流 洋流流向因地转偏向力而发生偏转。 铁路轨道 北半球铁轨右轨磨损更严重。 表3 地转偏向力的现实表现 5. 傅科摆——地球自转的有力证据 法国物理学家傅科于1851年在巴黎先贤祠进行了著名的傅科摆实验：用一根67米的细钢丝绳作为摆线，上端悬挂在穹顶上，下端吊一个重28千克的金属球作为摆锤。由于地面（沙盘）随地球自转而移动，摆锤每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并慢慢发生旋转，从而直观地证明了地球的自转。 图5傅科摆实验示意图 💡 生活中的地转偏向力 北半球水池放水时，水面旋涡呈逆时针方向运动——这是因为水流出时受地转偏向力影响，北半球向右偏。但需注意：水池旋涡方向还受排水口形状、初始扰动等因素影响，不能仅凭旋涡方向判断半球位置。 （三）产生时差 1. 地方时 概念：因经度不同而出现的不同时刻，称为地方时。 2. 地方时的产生原因 地球自西向东自转，在同一纬度地区，东边的地点比西边的地点先看到日出。东边的地点比西边的地点时刻要早。这种因经度不同而出现的不同时刻，称为地方时。 3. 地方时的特点 1. 经度相同的地方，地方时相同。 1. 经度每相差15°，地方时相差1小时。 1. 经度每相差1°，地方时相差4分钟。 1. 经度每相差1′，地方时相差4秒钟。 规律：东早西晚（东大西小）——偏东地区的地方时数值更大。 4. 地方时的计算 公式：所求地方时 = 已知地方时 ± 经度差 × 4分钟 1. "东加西减"：所求地点在已知地点以东用"+"，以西用"−"。 1. 经度差计算："同减异加"——同东经或同西经用减法，一东一西用加法。 图6 地方时与区时计算示意图 5. 特殊经线的地方时 1. 太阳直射点所在经线（昼半球中央经线）：地方时为正午12时。 1. 与直射经线相对的经线（夜半球中央经线）：地方时为0时（或24时）。 1. 晨线与赤道交点所在经线：地方时为6时。 1. 昏线与赤道交点所在经线：地方时为18时。 （四）时区与区时 1. 时区的划分 全球共划分为24个时区，每个时区跨经度15°。 1. 以本初子午线（0°经线）为基准，从7.5°W向东至7.5°E，划分为中时区（零时区）。 1. 在零时区以东，依次划分为东一区至东十二区。 1. 在零时区以西，依次划分为西一区至西十二区。 1. 东十二区和西十二区各跨经度7.5°，合为一个时区（东西十二区）。 图7 世界时区划分示意图 2. 区时的概念 每个时区都以该时区中央经线的地方时作为全区统一使用的时间，称为区时。 1. 相邻两个时区的区时相差1小时。 1. 较东的时区，区时较早；较西的时区，区时较晚。 3. 时区数的计算 方法：时区数 = 经度 ÷ 15° 1. 若余数 < 7.5°，商即为时区数。 1. 若余数 > 7.5°，商 + 1 为时区数。 1. 东经对应东时区，西经对应西时区。 💡 举例 北京经度为116°E，116°÷15°=7余11，余数11>7.5，故北京位于东八区。 伦敦经度为0°，位于中时区（零时区）。 纽约经度为74°W，74°÷15°=4余14，余数14>7.5，故纽约位于西五区。 4. 区时的计算 公式：所求区时 = 已知区时 ± 时区差 × 1小时 1. 时区差：同侧相减（同为东时区或同为西时区），异侧相加（一东一西）。 1. "东加西减"：所求时区在已知时区以东用"+"，以西用"−"。 已知地点 所求地点 时区差 计算过程 东京（东九区） 北京（东八区） 1小时 同侧相减：9-8=1；东京→北京（西），减1小时 北京（东八区） 伦敦（中时区） 8小时 同侧相减：8-0=8；北京→伦敦（西），减8小时 北京（东八区） 纽约（西五区） 13小时 异侧相加：8+5=13；北京→纽约（西），减13小时 表4 区时计算示例 5. 国际标准时间与北京时间 国际标准时间（UTC/GMT）：中时区（零时区）的区时，即0°经线的地方时。 北京时间：我国采用的标准时间，即东八区的区时，120°E的地方时。 💡 注意 北京时间为120°E的地方时，而非北京所在地（116°E）的地方时。两者相差：4°×4分钟=16分钟。即北京时间比北京地方时快约16分钟。 6. 日期界线 地球上存在两条日期分界线： 类型 特征 日期变更规则 人为日界线（国际日界线） 原则上沿180°经线，但有曲折，避开陆地和岛屿 自西向东越过，日期减一天；自东向西越过，日期加一天 自然日界线（0时经线） 地方时为0时（子夜）的经线，位置不断变化 0时经线以东为新一天，以西为旧一天 表5 两条日期分界线对比 💡 口诀记忆 日界线口诀："向东减，向西加"。 即自西向东越过180°经线（国际日期变更线），日期减一天；自东向西越过，日期加一天。 东西十二区时刻相同，但日期相差一天。 四、课堂小结与知识框架 知识框架图 自转特征 地理意义 关键规律 方向：自西向东 （北逆南顺） 昼夜交替 晨昏线判断： 顺自转，夜→昼为晨线 周期： 恒星日23h56min4s 太阳日24h 水平运动偏转 南左北右赤道无 角速度： 15°/h（极点为0） 产生时差 地方时： 经度每15°差1小时 线速度： 赤道最大， 向两极递减 区时制度 全球24时区 每区15°经度 表6 地球自转知识框架 易错易混知识清单 1. 恒星日是地球自转的真正周期（23时56分4秒），不是太阳日。 1. 角速度处处相等（15°/h），极点为0；线速度由赤道向两极递减。 1. 晨线判断方法：顺着地球自转方向，由夜入昼为晨线。 1. 地方时"东早西晚"指的是时刻数值的早晚（东大西小），不是时间先后顺序。 1. 区时计算时先求时区差（同侧相减、异侧相加），再"东加西减"。 1. 越过国际日界线（180°），自西向东减一天，自东向西加一天。 1. 地转偏向力只改变运动方向，不改变速度大小。 1. 北京时间是120°E的地方时（东八区区时），不是北京（116°E）的地方时。 - - 学科网（北京）股份有限公司 $