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(共58張PPT)
第4章 多種多樣的運動
第2節 地球的轉動
1.知道什么是地球自轉和公轉,知道地球自轉和公轉的方向、周期、
繞轉中心及產生的現象。（科學觀念）
2.利用演示實驗,了解晝夜現象和晝夜交替現象的產生,知道晝夜交
替周期。（科學思維、探究實踐）
3.知道經度不同的兩地之間存在時差,認識北京時間的由來。
（科學觀念、科學思維）
4.利用簡單的實驗裝置演示地球公轉運動產生的正午太陽高度變化、
桿影變化、四季變化和晝夜長短變化。（探究實踐、科學思維）
5.知道春分、夏至、秋分、冬至等二十四節氣,理解節氣與地球運動
的關系。（科學觀念、科學思維）
古代的人們看到太陽周而復始地東升西落,認為太陽在繞地球旋轉。其
實,太陽東升西落是地球載著我們不停地自西向東繞地軸旋轉的緣故。
1.地球的自轉現象
概念 地球始終不停地繞著貫穿南、北兩極的地軸旋轉，這
種運動被稱為自轉。
自轉軸 地軸（地軸是地球自轉的假想軸，它的北端指向北極
星附近，與地表的交點是北極，它的南端與地表的交
點是南極）。
自轉方向 從北極上空看，地球呈逆時針方向轉動，即自西向東
轉動。
圖示 ________________________________________________________________________________
周期 地球自轉一周所需時間為23時56分4秒，約24小時
（即一天）。
典例1 杭州的辰辰在游樂場看到摩天輪轉動的方向如圖所示，這和
我們用地球儀演示地球自轉時的哪個觀察角度相似( )
C
A.從側面觀察 B.從北極上空觀察
C.從南極上空觀察 D.哪個角度都一樣
解析：地球自轉的方向是自西向東，從北極上空看，地球呈逆時針
方向自轉；從南極上空看，地球呈順時針方向自轉。讀圖可以看出，
摩天輪的轉動方向為順時針方向，這與我們用地球儀演示地球自轉
時從南極上空觀察的角度相似。
2.晝夜交替
教材第147頁
如圖所示，地球儀上面向燈泡的半個地球表面被燈光照亮，背向燈
泡的半個地球表面沒有被燈光照到。自己的位置面向燈光時是被照
亮的，照亮代表白天；背向燈光時是暗的，暗代表黑夜。
晝夜 現象 我們從北極上空俯瞰地球，可以發現太陽光始終照亮著半
個地球表面。在同一時間里，太陽光照射到的地球區域是
晝半球；太陽光照射不到的另一半區域是夜半球。這就使
地球上的不同區域有了晝夜之分。
圖示 ________________________________________________________________________________
晝夜 交替 現象 地球沿自西向東的方向不停地轉動，白晝與黑夜也就交替
出現了，這就是晝夜交替現象。
晝夜 交替 周期 地球每自轉一周，白天和黑夜就更替一次，時間約為24小
時，即一天。
特點 產生 時間 差異 由于地球的自轉，地球不同位置同一時刻的晝夜情
況是不一樣的，有的是正午，有的是子夜，有的正
經歷晝夜交替的早晨或傍晚。
晝夜 長短 不同 因為地軸是傾斜的，所以地球上不同地區的晝夜長
短是不同的。在地球的南、北兩極地區，晝夜長短
變化最大。
意義 晝夜交替的時間不長，使整個地球表面溫差不至于過大， 從而保證了地球上生命有機體的生存和發展。
教材第148頁
1.位置與位置的時間分別為12：00和， 位置即將由白天
變為黑夜， 位置即將由黑夜變為白天。
2.（1）地面上水平運動的物體（氣流、水流）方向發生偏轉,北半
球偏右,南半球偏左。如放水時會出現漩渦，北半球逆時針旋轉,南
半球順時針旋轉；北半球河流右岸沖刷嚴重,南半球相反；龍卷風、
臺風的旋轉方向等。（2）單擺實驗。
典例2 讀圖，回答下列問題。
（1）請根據所學知識，判斷該圖是按在北極
還是在南極上空拍攝的圖像繪制的。
[答案] 北極
解析：圖中弧形箭頭說明地球的自轉方向是逆時針方向,據此可以
判斷該圖是按在北極上空拍攝的圖像繪制的。
（2）圖中A、B、C、D四地中，已經處在白天的是___，已經處在
黑夜的是___，即將進入白天的是___，即將進入黑夜的是___。
D
B
C
A
解析：白天與黑夜的分界線是晨昏線,圖中經過點A、C的直線即晨
昏線,再根據太陽光的照射方向可以判斷出B、D分別處于黑夜和白
天;根據地球的自轉方向可以判斷出即將進入白天的是C,即將進入
黑夜的是A。
3.時區劃分
時區的 產生 原因 地球自轉使我們看到的太陽位置在一天中不斷
地發生變化，地球自轉的方向為自西向東。
結果 偏東的地方先看到日出，偏西的地方后看到日
出，不同經度的地方產生了不同的地方時。偏
東的地方時間早，偏西的地方時間晚。
全球時區 分布圖 為了避免各地地方時不同帶來的麻煩，國際上規定：
全球劃分成 24 個時區，同一個時區內使用一個區時,
相鄰兩個時區的區時相差1小時。
___________________________________________________________
區時計算 原理 地球自轉的周期約為24小時，全球劃分為24
個時區，因此，兩地相差幾個時區，區時就
相差幾個小時。因為地球的自轉方向是自西
向東，東邊的地點比西邊的地點先看到日
出，所以東邊的時間早于西邊的時間，即往
東越過1個時區要加上1個小時，往西越過1
個時區要減去1個小時。
區時 計算 公式法 已知甲時區的區時，求乙時區的區時。
乙時區的區時甲時區的區時 甲、乙時區序數差。
（說明：①甲、乙若同屬于東時區或者西時區，
“甲、乙時區序數差”取兩個時區序數的差，此時,
乙時區在甲時區的東側用“ ”，西側用“-”；
②若兩地分屬于東時區和西時區，“甲、乙時區序數
差”取兩個時區序數的和，乙時區在東時區用“
”，在西時區用“-”）
區時 計算 數數法 觀察全球時區分布圖，從已知地時區的區時
（必須轉化為 24 時制）開始數起，向東每數一
個時區加1小時，加到 24小時的時候，就要將日
期加一天，小時數歸零；向西每數一個時區減1小
時，當減到0的時候，就要將日期減一天，小時數
變為24。
北京 時間 北京處于世界時區分布圖中的東八區，同英國格林尼治
（倫敦的一個區，位于本初子午線上）標準時間整整相差8
小時。我國采用北京所在的東八區的區時作為標準時間，
稱為“北京時間”。
典例3 2023年9月23日19點35分杭州亞運會開幕時，當時杭州已經
夜幕降臨，小明給遠在紐約的姨媽打視頻電話一起分享此刻的喜悅，
此時紐約的時間是2023年9月____日___點____分。（紐約與北京相
差13小時）
23
6
35
解析：因為 ，所以此時紐約的時間是2023年9月23日6
點35分。
1.太陽照射地球的兩種情況
因為太陽光入射角度不同，所以地球表面單位面積接受的太陽輻射
量也不同。
圖示 直射與斜射對比 結論
_____________________ ___________________ ____________________ 同一束太陽光斜射到地表的面
積比直射（垂直入射）時大，
所以斜射時相同地表面積上所
接受太陽輻射量比直射時少。
2.地球公轉的基本概況
定義 地球沿近似圓形的軌道不停地繞著太陽轉動，這種運動稱
為公轉。
公轉 姿態 ______________________________________ _____________________
周期 地球公轉一周所需要的時間約為365天，即通常所說的一
年。
方向 地球公轉方向是自西向東，且地軸呈傾斜狀態，地軸的北
端始終指向北極星附近。
夾角 （1）地軸與地球公轉軌道（黃道）面之間的夾角為
；
（2）地球公轉軌道（黃道）面與赤道平面的夾角為
。
影響 （1）地球以傾斜姿態繞太陽公轉，使得地球上大部分地區
在一年中會有太陽照射角度的變化和照射時間長短的差
異。
（2）地球運行到公轉軌道的不同位置，太陽光會直射地球
不同的緯度（一年中，太陽直射點在南、北回歸線之間來
回移動），這是地球上四季變化的主要原因。
影響 （3）一般來說，赤道附近地區接受的太陽輻射較多，而隨
著緯度增加，地表接受的太陽輻射減少。地表接受的太陽
輻射能量分布不均勻，使得大氣及水產生循環運動與變
化。
本書中的春分、夏至、秋分、冬至均是對北半球而言。
教材第151頁
①引起桿影一天中變化的原因是地球自轉。地球繞地軸不停地
轉動,使得太陽光與立桿處角度（太陽高度）發生變化，從而導致
一天中桿影長度的變化。
②引起桿影季節變化的原因是地球公轉。地球繞太陽公轉的軌道是
橢圓形的，且地球的自轉軸與公轉軌道面存在夾角，這導致太陽直
射點在南、北回歸線之間移動，從而引起正午太陽高度和晝夜長短
的變化,使得不同季節的桿影長度不同。在北半球,夏季時太陽高度
較大，桿影較短;冬季時太陽高度較小，桿影較長。
典例4 (紹興期末)在科學課堂上，辰辰同學利用地球儀和光源演示
地球的公轉運動，他應該( )
C
A.讓赤道所在平面與地球公轉軌道面保持在同一水平面上
B.以光源為中心沿順時針方向移動地球儀
C.在演示地球公轉的同時，保持地球儀自西向東自轉
D.讓地軸北端指向光源
解析：手持地球儀圍繞光源演示地球運動，應該盡量讓球心始終與
光源保持在同一水平面上，以光源為中心沿逆時針方向移動地球儀，
始終保持地球儀自西向東自轉。綜上所述，故C符合題意。
1.教材第151頁探索活動：探索太陽的運行軌跡
（若探索活動中的3張桿影記錄圖分別代表杭州市春分日、夏至日
及冬至日的桿影記錄，桿影記錄圖對應的太陽運行軌跡較低的是冬
至，太陽運行軌跡較高的是夏至，夾在這兩個運行軌跡中間的是春
分。因為一年中春、秋季節的太陽運行軌跡是相同的，所以本活動
中僅提供3張桿影記錄圖即可）
活動步驟 圖示
1.取描有不同時刻桿影的記錄紙，將鐵釘 由桿影記錄紙的背面穿過中央立桿點 ， 并用透明膠帶固定。 ______________________________________________________
2.將固定好中央立桿的桿影記錄圖平放在 桌面上，將標示太陽軌跡的透明半球蓋 在記錄圖上，調整記錄圖東西方位，待 其與透明半球的東西方位吻合，并用膠 帶固定其位置。 _____________________________________________
活動步驟 圖示
3.一名同學將手電筒光源打開，并將手電 筒緊貼透明半球上所標示的東南側最低 位置。 ____________________________________________
4.此時光源照射中央立桿出現桿影，立桿 尖端的影子應與下方軌跡圖中7:00的桿影 頂點重合，另一名同學在手電筒出光口 旁用筆標記桿影時間 。 __________________________________________
5.依桿影記錄圖上的時間順序，重復步驟 4，并將時間記錄在模型上。 ______________________________________________
活動步驟 圖示
活動步驟 圖示
6.依照時間順序，將透明半球上的標示點 連接起來，此軌跡線即為記錄桿影當日 的“太陽運行軌跡”。 _________________________________
7.更換不同節氣的桿影記錄圖紙，并分別 將手電筒出光口緊貼透明半球上所標示 的東側與東北側最低位置，重復步驟 ，觀察并記錄太陽的方位。 _____________________________________
探索可知，太陽在不同季節的運行軌跡并不相同。例如，在北回歸
線上觀察，春分、秋分時太陽由正東方升起，正西方落下；夏至時，
太陽由東偏北方向升起，西偏北方向落下；冬至時，太陽由東偏南
方向升起，西偏南方向落下。
方法與技能
模擬實驗
在科學探究中，模仿實驗對象制作替代物，利用替代物進行實驗，
或模仿實驗的某些條件進行實驗，叫作模擬實驗。例如，探索太陽
運動軌跡的活動就是一種模擬實驗。
2.太陽高度
名稱 概念 圖示 特點
太陽高度 太陽光線與 地面的夾角 叫作太陽高 度角，簡稱 太陽高度 _______________________________ 同一地點一天內太陽高度
是不斷變化的。日出、日
落時的太陽高度都是
，當太陽位于正南或
正北方向時，太陽高度最
大
名稱 概念 圖示 特點
正午太陽 高度 一天中太陽 高度的最大 值，即正午 時的太陽高 度 __________________________________ （1）在同一時間，正午
太陽高度隨緯度不同而不
同；（2）在同一地點，
正午太陽高度的大小，隨
季節變化而發生有規律的
變化
3.太陽直射點的變化規律
地球在公轉軌道的不同位置，太陽直射點是有變化的。夏至日，太
陽直射北回歸線（北緯 ）；春分日和秋分日，太陽直射赤道；
冬至日，太陽直射南回歸線（南緯 ）。一年中太陽直射點在
南、北回歸線之間往返移動，具體如下圖。
4.正午太陽高度變化規律
（1）隨緯度變化的規律：太陽高度與太陽直射點的位置有關，太
陽直射點上是太陽高度最大的地方。正午太陽高度是隨著太陽直射
點的移動而變化的，具體如下。
（2）隨季節變化的規律：地球上中、高緯度地區的正午太陽高度
夏季較大,冬季較小。具體如下。
地區 正午太陽高度達全年 最大值 正午太陽高度達
全年最小值
北回歸線及其以北地區 夏至日 冬至日
南回歸線及其以南地區 冬至日 夏至日
南北回 歸線之 間地區 赤道至北回歸 線之間 太陽直射時 （一年中有兩次太陽 直射，達 ） 冬至日
赤道至南回歸 線之間 太陽直射時 （一年中有兩次太陽 直射，達 ） 夏至日
赤道 春分日、秋分日 冬至日、夏至日
典例5 下表是北京某中學學生記錄的某年四個節日升國旗的時間，
則四個節日中，北京正午太陽高度最大的是( )
日期 1月1日 5月1日 7月1日 10月1日
升旗時間 07：36 05：15 04：49 06：10
C
A.1月1日 B.5月1日 C.7月1日 D.10月1日
解析：當太陽直射北回歸線的時候，也就是夏至日的時候，位于北
回歸線以北的北京正午太陽高度最大，表中四個節日中7月1日最接
近夏至日。
5.桿影的長度與太陽高度的關系
（圖示： ）
桿影的長度和太陽高度有關,太陽高度越大,影子越短;太陽高度越小,
影子越長。
（1）一天中桿影的長度和方向的變化：
同一地點的桿影的長度在一天中的變化為：一天中的正午,桿影朝
著正北或正南方向時,桿影最短,此時太陽位于該地的正南或正北方
向,太陽光和地面的夾角最大（即太陽高度最大）。
（2）一年中正午桿影的長度和方向的變化：
同一地點的桿影長度 年變化 同一時間、不同緯度的桿影變化
北半球中、高緯度地 區,夏季正午的桿影要 比冬季的桿影短 同一天,緯度不同地區的正午桿影的長度
不一樣。正午太陽高度隨著太陽直射點向
南、北兩側遞減,桿影也隨之越來越長
典例6 針對春分、夏至、秋分和冬至四個節氣的太陽高度，小金畫
了如下四幅圖，分別表示四個節氣正午時同一豎桿在水平地面上的
影子及太陽光（從正東方向觀察），其中能表示杭州夏至日的是
( )
A
A. B. C. D.
解析：杭州位于北回歸線以北（我國位于北半球,且大部分地區位
于北回歸線以北），一年中冬至日的正午桿影最長，正午太陽高度
最小；夏至日的正午桿影最短，正午太陽高度最大；春分日和秋分
日的正午桿影長度，介于冬至日和夏至日的正午桿影長度之間。
1.晝夜長短變化的概況
概念 一年中白天和夜晚的時間長短有規律變化的現象
原因 地球公轉導致太陽直射點的移動，使得南北半球冬
夏兩季晝夜長短不一
規律 空間 變化 當太陽直射點位于北半球時，北半球各地晝長于 夜，南半球與之恰好相反。越接近極地，晝與夜的 時間長度差值越大。春分日與秋分日時，太陽直射 點位于赤道上，此時全球各地晝夜等長
規律 時間 變化 以北半球為例
____________________________________________________________________________________________
注：赤道上全年晝夜等長
（1）空間變化，即在同一時間，晝夜長短隨緯度的變化
而變化（同時不同地）。地球自轉的中心與公轉的中心不重合，故
太陽直射點的不同導致在同一時間內，全球各地晝夜長短隨緯度的
不同而不同。（即越靠近極地，晝夜長短變化越大;越靠近赤道，
晝夜長短變化越小）
（2）時間變化，即在同一地點，晝夜長短隨季節的變化而變化
（同地不同時）。
2.極晝和極夜
（1）有些地方有時太陽會整日不落，這種現象稱為極晝；有時太
陽會整日不出，這種現象稱為極夜。
（2）只有在南北極圈及其以內才會出現極晝和極夜現象。
教材第155頁
我國科學家去南極考察一般選在北半球的冬季比較好。此時為南
半球的夏季,太陽直射南半球,南極地區晝長于夜,且許多地方有極晝
現象,有利于科學家進行科學考察活動。
典例7 （原創題）2022年7月25日，問天實驗艙成功對接于天和核
心艙前向端口，神舟十四號航天員乘組順利進入問天實驗艙，實現
了目前中國最大噸位的兩個航天器之間的交會對接，也是中國空間
站第一次在有人狀態下進行交會對接。對于這一天杭州晝夜長短變
化及太陽直射點移動方向描述正確的是( )
B
A.晝漸長、夜漸短，直射點向南移動
B.晝漸短、夜漸長，直射點向南移動
C.晝漸短、夜漸長，直射點向北移動
D.晝漸長、夜漸短，直射點向北移動
解析：7月25日介于夏至日和秋分日之間，太陽直射點位于北回歸線
和赤道之間，這一天杭州晝漸短、夜漸長，且太陽直射點向南移動。
發展 歷程 在商朝時只有四個節氣，到了周朝時發展到了八個，到秦
漢年間，二十四節氣已完全確立。公元前104年，《太初
歷》中明確了二十四節氣在歷法中的位置。
解釋 二十四節氣是根據地球在黃道（即地球繞太陽公轉的軌
道）上的位置來劃分的，視地球從春分點（黃經 ，此
刻太陽直射赤道）出發，每前進 為一個節氣；運行一
周回到春分點為一回歸年，合 。因此，一年分為24
個節氣。
圖示 _____________________________________________________
意義 二十四節氣不僅在農業生產方面起著指導作用，同時還影
響著人們的衣食住行，甚至是文化觀念，是我國古代勞動
人民長期經驗的積累和智慧的結晶。
典例8 (2024·寧波期末)二十四節氣被列入《人類非物質文化遺產代
表作名錄》。在農歷二十四節氣中的大雪這一天，寧波市的晝夜長
短情況是( )
B
A.晝長夜短，晝漸長 B.晝短夜長，晝漸短
C.晝長夜短，晝漸短 D.晝短夜長，晝漸長
解析：大雪這一天，地球運行在公轉軌道的秋分（9月23日前后）
至冬至（12月22日前后）之間，太陽直射點由赤道向南回歸線移動，
北半球由晝夜等長向晝最短夜最長過渡，故在農歷二十四節氣中的
大雪這一天，北半球的寧波晝短夜長，且晝漸短夜漸長。

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