資源簡介

(共45張PPT)
地球的自轉和公轉
——以問天實驗艙的發射為例
第一章 第一節
地理選必一精品課系列
新課導入
筑夢蒼穹，問天實驗艙在文昌航天發射場成功發射
中國文昌航天發射場位于中國海南省文昌市，隸屬于西昌衛星發射中心。2022年7月24日14時22分，起飛重量約23噸的問天實驗艙由“胖五”長征五號系列運載火箭搭載，在中國文昌航天發射場點火升空。來自廣東的天文愛好者陳老師一家到現場觀看了發射過程。
觀看視頻思考
20°N
說出文昌航天發射場的地理位置特征：
低緯度；濱海
觀看視頻思考
學習目標
01
02
03
結合示意圖，明確地球自轉中心和軌道，掌握地球自轉的方向、周期和速度等規律及判斷方法。(區域認知、地理實踐力)
結合示意圖，明確地球公轉的中心和軌道，掌握地球公轉的方向、周期和速度等規律及判斷方法。(地理實踐力)
結合圖文材料，說明黃赤交角的產生，分析黃赤交角的存在對太陽直射點在南北回歸線之間移動的影響。(地理實踐力、綜合思維)
課程標準
1.1結合實例，說明地球運動的地理意義。
一、地球的自轉
一、地球自轉的概念
探究問題1：為什么恒星看起來都在圍繞北極星附近做圓周運動？
材料一：在到現場觀看火箭發射前，陳老師提前到海南島進行游玩。并在一個晴朗的晚上在文昌市北部（約20°N）的海邊朝北極星方向拍攝星軌照片（左圖）。右圖為陳老師以前在河北省壩上草原（約41°N）所拍的星軌照。
一、地球自轉的概念
探究問題1：為什么恒星看起來都在圍繞北極星附近做圓周運動？
恒星：各星體在天空中相對于北極星的位置可以視為固定不動的
北極星附近：該點位于地球自轉軸（地軸）的延伸方向上，即旋轉中心
地球自轉
材料一：在到現場觀看火箭發射前，陳老師提前到海南島進行游玩。并在一個晴朗的晚上在文昌市北部（約20°N）的海邊朝北極星方向拍攝星軌照片（左圖）。右圖為陳老師以前在河北省壩上草原（約41°N）所拍的星軌照。
一、地球自轉的概念
地球自轉
地球繞其自轉軸的旋轉運動，叫做地球的自轉。是地球的一種重要運動形式。
地軸
地球的自轉軸叫地軸。
1、地軸是假想軸，它的北端始終指向北極星附近；
2、地軸的特點：
過地心、垂直于赤道平面。
一、地球自轉的概念
探究問題2：對比兩張星軌圖，說明北極星的地平高度與拍攝地點的緯度有什么關系？
材料一：在到現場觀看火箭發射前，陳老師提前到海南島進行游玩。并在一個晴朗的晚上在文昌市北部（約20°N）的海邊朝北極星方向拍攝星軌照片（左圖）。右圖為陳老師以前在河北省壩上草原（約41°N）所拍的星軌照。
一、地球自轉的概念
北極星的地平高度（角）
北極星
地平面
北極星地平高度角
（北極點，H=90°）
（70°N，H=70°）
（50°N，H=50°）
（H）
=當地緯度
北極星（視作無窮遠：在各地看呈平行光線）
北半球北極星高度角
材料一：在到現場觀看火箭發射前，陳老師提前到海南島進行游玩。并在一個晴朗的晚上在文昌市北部（約20°N）的海邊朝北極星方向拍攝星軌照片（左圖）。右圖為陳老師以前在河北省壩上草原（約41°N）所拍的星軌照。
一、地球自轉的概念
探究問題2：對比兩張星軌圖，說明北極星的地平高度與拍攝地點的緯度有什么關系？
地點 緯度 北極星地平高度 結論 文昌 較低 較小 1、北半球緯度越高，北極星相對地平線的高度（地平高度）越高 2、北極星地平高度等于當地緯度，南半球看不到北極星
壩上草原 較高 較大
二、地球自轉的方向
北極星
南極上空看：
順時針
北極上空看：逆時針
俯視：“北逆南順”
S
N
側視：“自西向東”
地球怎樣自轉？
三、地球自轉的周期
探究問題3：恒星在天空中轉一圈需要多長時間？
名稱 參照物 旋轉角度 時間
恒星日 遙遠的 恒星 360° 23小時
56分4秒
太陽日 太陽 360°59′ 24小時
★恒星在天空中轉一圈的時長為一恒星日：
材料一：在到現場觀看火箭發射前，陳老師提前到海南島進行游玩。并在一個晴朗的晚上在文昌市北部（約20°N）的海邊朝北極星方向拍攝星軌照片（左圖）。右圖為陳老師以前在河北省壩上草原（約41°N）所拍的星軌照。
三、地球自轉的周期
（同一顆）恒星
道
地
球
公
轉
軌
恒星日
太陽日
太陽
β
α
N
A
周期 參照物 旋轉 角度 時間 應用價值
恒星日 遙遠的 恒星 360° 23小時 56分4秒 地球自轉真周期；
（科學研究）；
太陽日 太陽 360°59′ 24小時 晝夜交替的周期
（日常生活）；
原因 選取參照物不同和地球繞日公轉 恒星日與太陽日
因為古代人們日出而作、日入而息，太陽影響著晝夜更替，更適合人們在生活中計算時間。
四、地球自轉的速度
材料二：24日中午，在等待問天實驗艙發射時，陳老師趁著空閑通過手機查閱我國航天發射基地的相關資料。下圖為我國五大航天發射基地的位置圖。
探究問題4：文昌和酒泉兩地的地球自轉速度相同嗎？
相同：
兩地自轉角速度相等
不同：
兩地自轉線速度不相等
文昌
酒泉
為什么？
四、地球自轉的速度
角速度
單位時間自轉的角度。除南北極點外都是15 /h。（南北極點的角速度為0）
360°
24時
15 °
1小時
=
=
=
1°
4分鐘
地球自轉角速度
角速度處處相等（極點為0）
四、地球自轉的速度
線速度
地球自轉時，某點在單位時間內轉過的距離（弧長）。
=
旋轉一周的緯線長
自轉的周期（24h）
線速度
赤道線速度：
40000km
24h
1670km/h
≈
如. 計算赤道的自轉線速度：
60°緯線圈線速度：
為赤道線速度的一半，約為837km/h
線速度由赤道向兩極遞減（極點為0）
五、文昌航天發射場的優勢
材料三：14時22分，問天實驗艙由長征五號B遙二運載火箭搭載發射。長征五號B遙二運載火箭，起飛重量約849噸，近地軌道運載能力大于22噸，是中國現役近地軌道運載能力最大的運載火箭。
探究問題5：從地球自轉的角度來看，文昌與其他幾個航天發射場相比有什么突出優勢？
緯度更低
自轉的線速度比較大，火箭的初速度更大。
發射所需能耗較低，可以增加火箭的載荷。
五、文昌航天發射場的優勢
探究問題6：除此之外，文昌航天發射場還有哪些優勢？
濱海
1、海運優勢，方便運輸大型設備；
2、周邊都是大海，人口少，對人們的生產生活影響小，安全性好。
材料三：14時22分，問天實驗艙由長征五號B遙二運載火箭搭載發射。長征五號B遙二運載火箭，起飛重量約849噸，近地軌道運載能力大于22噸，是中國現役近地軌道運載能力最大的運載火箭。
五、文昌航天發射場的優勢
下圖所示照片是攝影師在夜晚采用連續曝光技術拍攝的。照片中的弧線為恒星視運動軌跡。讀圖，完成1～2題。
1.恒星的視運動方向，在圖中應示為(　　)
A.自上而下 B.自下而上
C.順時針 D.逆時針
2.圖中a恒星視運動轉過的角度約為50°，
據此判斷攝影師連續拍攝的時間為(　　)
A.1個多小時 B.3個多小時
C.5個多小時 D.7個多小時
課后練習
北
東
西
地球自轉方向
恒星作反方向的視運動
逆時針旋轉
D
50 °
15°
≈
3.3小時
B
二、地球的公轉
一、地球公轉的概念
地球公轉
地球繞太陽的運動，叫做地球的公轉。是地球的一種重要運動形式。
軌道形狀：近似于正圓的橢圓，
太陽位于其中一個焦點上
注意地軸的指向：
不變（北極星）
地球自轉的同時也在繞太陽公轉。
二、地球公轉的方向
公轉方向
側視：“自西向東”
俯視：“北逆南順”
北極上空看
與地球自轉方向一致
南極上空看
三、地球公轉的周期
名稱 參照物 時間 應用價值
恒星年 遙遠的 恒星 365日6時9分10秒 地球公轉真周期；
（科學研究）；
回歸年 太陽 365日5時48分46秒 太陽中心兩次通過春分點所經歷的時間
（農業生產/日常生活）；
恒星年動畫演示
回歸年動畫演示
恒星年與回歸年
四、地球公轉的速度
材料四：在看完火箭發射當晚，陳老師和兒子在酒店里看著日歷規劃接下來的假期作業和活動安排，兒子忽然問道：“為什么7月和8月兩個月連著有31日，而2月份只有28天”？
探究問題7：北半球夏半年天數為186天，而冬半年為179天，相差7天。為什么？
S2
S1
1月初-近日點
7月初-遠日點
最慢
最快
夏半年：
公轉速度較慢，公轉時間較長；
冬半年：
公轉速度較快，公轉時間較短。
開普勒行星運動第二定律，也稱等面積定律，指的是太陽系中太陽和運動中的行星的連線在相等的時間內掃過相等的面積。
四、地球公轉的速度
春分 3月21日
秋分 9月23日
夏半年
冬半年
冬至
12月22日
夏至
6月22日
遠日點
（7月初）
近日點（1月初）
冬至到春分：
先加速后減速
春分到夏至：
一直減速
夏至到秋分：
先減速后加速
秋分到冬至：
一直加速
軌道位置 近日點到遠點之間 遠日點到近日點之間 跨過近日點 跨過遠日點
速度變化
一直減速
一直加速
先加速
再減速
先減速
再加速
運動 特征 自轉 公轉 繞轉中心 方向 北極上空： 北極上空：
南極上空： 南極上空：
周期 速 度 角速度 線速度 知識小結：地球自轉和公轉的一般規律
太陽
自
西
向
東
逆時針
順時針
恒星年、回歸年
地軸
自
西
向
東
逆時針
順時針
恒星日（23h56′4″）、太陽日（24h）
極點為0，其余各地為15°/h
由赤道向兩極遞減，極點為0
近日點（1月初）：最快
遠日點（7月初）：最慢
三、黃赤交角及其影響
一、黃赤交角的概念
黃赤交角
黃赤交角就是地球黃道平面（公轉平面）與地球赤道平面（自轉平面）之間的夾角。
赤道平面：過地心并與地軸垂直的平面黃道平面：地球公轉軌道平面
黃道平面
赤道平面
黃赤交角：目前是23°26′
23°26′
二、黃赤交角的特點
“一軸、兩面、三角度”
一軸：地軸
兩面: 指赤道平面與黃道平面
三角度：
黃道平面與赤道平面的交角為23°26′
地軸與黃道平面的夾角為66°34′
地軸與赤道平面的夾角為90°
黃赤交角＝回歸線的度數；
黃赤交角與極圈度數互余。
三、黃赤交角的影響
材料五：在問天實驗艙處于總裝和測試工作階段的6月份和7月份，文昌出現了兩次中午時分“立桿不見影”的現象。
探究問題8：說明文昌為什么出現“立桿不見影”的現象。
20°N
太陽直射文昌地區時
文昌地區中午時分太陽位于頭頂正上方垂直向地面照射
日影從正上方垂直向下投影，出現“立桿不見影”的現象
三、黃赤交角的影響
太陽直射點
是地球表面太陽光射入角度(即太陽高度角 )為90度的地點
是地心與日心連線和地球球面的交點
地球
太陽光
地心
太陽直射點
太陽光是平行光，但地球是曲面 ，一個瞬間，太陽直射點只有一個。
三、黃赤交角的影響
不同軌道位置的太陽直射點：
冬至
12月22日
春分
3月21日
夏至
6月22日
9月23日
秋分
直射赤道
直射北回歸線
直射南回歸線
直射赤道
二分二至點
三、黃赤交角的影響
按如下步驟畫示意圖，表示太陽直射點的移動軌跡。
1.在圖上繪制三條平行且等距的直線，分別表示赤道、北回歸線和南回歸線。
2.在三條直線的適當位置標注四個點，分別代表北半球二分二至日太陽的直射點。
3.結合課文關于太陽直射點回歸運動的描述，畫一條曲線表示太陽直射點的移動軌跡。
P6 活動：繪制太陽直射點回歸運動示意圖
23°26 N
0°
23°26 S
春分
3月21日前后
夏至
6月22日前后
秋分
9月23日前后
冬至
12月22日前后
次年春分
三、黃赤交角的影響
三、黃赤交角的影響
春分日 3月21日
夏至日 6月22日
冬至日 12月22日
秋分日 9月23日
春分日
次年3月21日
一年直射2次
一年直射1次
沒有太陽直射
日 期 直射的半球 直射點移動的方向
3月21日—6月22日
6月22日—9月23日
9月23日—12月22日
12月22日—3月21日
北半球
向北
北半球
向南
南半球
向南
南半球
向北
太陽直射點在南、北緯23° 26'之間的往返運動，稱為太陽直射點的回歸運動。
南、北回歸線之間：
南、北回歸線：
南、北回歸線之外：
情境總結：筑夢蒼穹,探索無限
仰望星空
聯系生活
情景線索
知識線索
自轉的概念、方向、周期、速度
自轉的應用：文昌航天發射場的優勢
公轉的概念、方向、周期、速度
黃赤交角、太陽直射點的回歸運動
國之重器，民族自豪
筑夢蒼穹
知識總結
地球的自轉和公轉
地球的自轉
地球的公轉
自轉速度
赤道平面
自轉方向
自轉概念
黃道平面
公轉周期
公轉概念
公轉方向
自轉的特征
公轉的特征
黃赤交角
黃赤交角
的特點
公轉運動
太陽直射點的回歸運動
自轉周期
公轉速度
課后練習
（2022廣東卷）2021年10月16日，神舟十三號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，將我國3名航天員順利送入距離地表約400 km的中國空間站。2022年4月16日，航天員安全返回地球。據此完成：
3.符合航天員駐留期間空間站繞太陽運動角速度大小變化的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
10月——1月——4月
10月——1月——4月
A
最快
較慢
較慢
留尼汪島是印度洋西部馬斯克林群島中的火山島,除沿岸有狹窄平原外,均屬山地和高原。每年的5—11月為其旅游旺季。下圖示意留尼汪島部分地理要素分布。讀圖,完成4～5題。
4.與圣但尼相比,圣約瑟夫(　　)
A.自轉線速度大,角速度相同
B.自轉線速度相同,角速度大
C.自轉線速度小,角速度相同
D.自轉線速度相同,角速度小
5.留尼汪島旅游旺季,太陽直射點位置或移動方向(　　)
A.在北半球 B.在南半球
C.先向北，再向南移動 D.先向北，再向南移動
課后練習
低緯度方向
高緯度方向
C
（角速度處處相等）
5月-秋分在北半球
秋分-11月在南半球
5月-夏至向北移，夏至-11月向南移
D
課后練習
2022年12月4日,神舟十四號完成空間站艙內外設備及空間應用任務相關設施設備的安裝和調試,返回艙成功降落東風著陸場。中國空間站的公轉周期是1.5小時,每天日出日落16次。下圖為地球繞日公轉軌道示意圖,據此完成6～7題。
6.神舟十四號載人飛船返回艙成功降落時,地球位于公轉軌道的(　　)
A.①④之間,在向②方向運動
B.①②之間,在向①方向運動
C.②③之間,在向③方向運動
D.③④之間,在向④方向運動
7.中國空間站晝夜交替頻繁的原因是(　　)
A.空間站自轉 B.繞地球公轉
C.繞地球自轉 D.繞太陽公轉
12月22日
3月21日
6月22日
9月23日
B
90分鐘繞地球一圈,24小時大約可以看到16次日出日落
B

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