地球运动及其地理意义教案Word文档下载推荐.docx
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那么大家知道这些现象的形成原因吗？
生答。
教师在讲桌中假设粉笔盒为太阳,请学生用地球仪进行演示地球自转和绕日公转。
师：
前面我们已经谈到地球上生命的存在与地球的运动特征有密切的联系，实际上不仅仅是生命的存在，整个地理环境的形成和变化都受到地球运动的影响。
因此，掌握地球自转与公转的基本特征是我们复习掌握地球运动内容的基础。
我们先谈谈地球的自转。
[投影]请看图，你能说说地球自转是一种怎样的运动吗？
自转方向怎样？
[投影]
生答：
地球自转是一种绕地轴的旋转，地轴北端始终指向北极星附近区域，从北极上空俯视，呈逆时针方向自转。
从南极上空俯视，呈顺时针方向自转。
两极没有自转。
自转的速度如何呢？
转动的速度可以用线速度和角速度来表示。
对比一下ABC三地随地球自转的角速度和线速度。
可看出：
因地球自转是一种绕轴旋转，就地表任意一点而言，是围绕各自所在的纬线圈作圆周运动，纬线圈长度是由赤道向两极递减的，所以纬度不同的地点自转线速度不同。
ABC三地角速度相等，都为每小时15°
，而线速度越来越大。
[投影]简单归纳一下，地球自转的线速度从赤道向两极递减，自转角速度各处相等，两极点既无线速度也无角速度。
地球自转的周期是多少呢？
[投影]生答。
因地球自转的同时还在绕日公转，也因为我们所选参照物的不同，地球自转有了恒星日和太阳日两个周期。
它们的差异是怎么产生的呢？
[投影]看图：
大家已经知道，恒星其实是在运动的，但因为太阳以外的恒星距离我们太遥远，在视觉上我们看到恒星位置似乎是不变的，因此我们可以把图示的三颗恒星看作是同一颗恒星在同一个位置，也就是静止不动的一个参照点。
选地球表面任意一点P，在起始位置也就是位置1，恒星和太阳都在P点的正上方，所谓正上方就是常说的头顶上方位置，此时恒星、太阳、P点、地球球心在一条直线上。
地球自转一周后来到公转轨道上2的位置，那颗恒星再次来到P点的正上方，此刻所花的时间是多少？
23时56分4秒，是地球自转的真正周期，因是以太阳以外的恒星为参照的，所以又称为恒星日。
但如果以太阳为参照，在2的位置，太阳不在P的正上方。
大家想想看，此刻，太阳是已经过了还是没到P的正上方呢？
根据地球自转的方向，大家已经知道地球自转和公转的方向相同啊，我们可看出，在2的位置，太阳还没有再次来到P的正上方，必须再过一段时间，地球到达公转轨道3的位置，太阳才再次来到P的正上方，太阳、P点、地球球心又在一条直线上。
相对于太阳而言，地球才转了一周，所花时间是24小时，即一个太阳日，一昼夜，也就是常说的一天时间。
大家看到，从1到3的位置，地球自转了一周加上b的角度，而b角又等于地球在24小时内在公转轨道上围绕太阳公转的角度a角，平均差不多59′。
这里为了清楚地说明问题，将角度大大地放大了。
所以，恒星日与太阳日差别的产生是地球同时同向进行着自转和公转的结果。
有兴趣的同学可以探讨一下如果地球自转与公转的方向相反，情形又会怎么样呢？
有同学会问，我们日常生活中，为何不用地球自转的真正周期“恒星日”，而用的是近似值的“太阳日”？
是不是“太阳日”是个整数，用起来方便？
当然不是。
太阳，它与地球自然环境中的种种自然现象息息相关，是地球上生命活动和人类生产、生活能量的主要源泉。
人们遵循日出而作日落而息的生活节律安排生产生活，理所当然的是以“太阳日”为常用的时间尺度了。
地球自转的同时绕日在公转，[投影]看演示，结合前面的内容想想，地球公转轨道和方向有什么特点？
生答：
公转轨道是一个椭圆，实际上非常接近正圆的一个椭圆轨道，这里为了说明问题将它画得扁了一些，太阳在椭圆轨道的一个焦点上。
公转方向与自转方向相同，也是自西向东，从北极上空俯视，呈逆时针方向，从南极上空俯视，呈顺时针方向公转。
公转速度如何呢？
因为在公转过程中，地球距离太阳远近是不断变化的，所以受太阳的引力大小也在不断变化着，这就导致公转速度不断变化。
德国科学家开普勒早在400年前就总结出行星运动的规律，其中一条就是行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
所以近日点前后，即1月初，地球公转最快，远日点前后，即7月初，地球公转最慢，平均下来，地球公转的线速度为30千米每秒，角速度为每日59′。
[投影]生练习，填表。
项目
地球自转
地球公转
运动轴心及轨道
方向
周期
速度
[投影]我们对比一下地球自转与公转的特点。
看表格：
我们可从轨道、方向、周期、速度等方面比较两种运动特征。
地球公转的真正周期是恒星年，365日6时9分10秒。
回归年是怎么回事我们待会儿研究。
[投影]生练习。
小结、转承。
前面我们已经谈到，太阳系作为整体，时刻都在围绕银河系中心高速旋转球在自转和绕日公转的同时也随太阳系绕银河系中心旋转，同时还围绕月球与地球两者的质量中心旋转，银河系整体也在高速旋转，所以地球运动是多重运动方式的叠加，只是对地球环境的形成起关键作用的是地球的自转和绕日公转，因此在本讲中我们重点讨论这两种运动的地理意义。
以下所有“公转”一词都指地球的绕日公转。
地球自转和公转运动到底产生了哪些影响呢，[投影]我们先来看看地球自转的影响。
首先地球自转产生了昼夜交替出现的现象。
[投影]看这幅图，图上所画的太阳光是平行光，为什么是平行光，太阳是球体，明明光芒四射？
要知道，太阳体积是地球的130万倍，太阳与地球就象西瓜与芝麻，所以射向地球的太阳光几乎是平行光。
想想看，昼夜交替是怎么产生的呢？
它和昼夜现象是同一回事吗？
不是。
地球是既不发光、也不透明的球体，在平行的太阳光线照射下，形成昼夜现象。
也就是不透明球体在平行光照射下都会有一半明亮一半黑暗的现象。
正是由于地球自西向东不停地自转，才导致昼夜不断更替。
昼夜分界线是晨昏线，如图中虚线所画的大圆。
该圆又可分为晨线和昏线两个半圆。
[投影]如何区分晨线和昏线呢？
地球由黑夜转向白昼，此时的昼夜分界线就是晨线，反过来，地球由白昼转向黑夜，此时的昼夜分界线就是昏线。
晨昏线与太阳光线的关系怎样？
它是垂直于太阳光线将地球平分的大圆。
什么叫昼弧、夜弧？
纬线圈在白昼的部分称为昼弧，在黑夜的部分称为夜弧。
昼弧、夜弧的划分与昼夜长度什么关系？
同一根纬线圈上，昼弧、夜弧的长度比就是该纬度昼长、夜长之比。
纬线圈在昼半球或夜半球每跨经度15°
，昼长或夜长就有1小时。
无论何时，赤道与晨昏线都是相互平分的。
赤道上昼长永远12小时。
晨线与赤道的交点地方时为6时，昏线与赤道的交点地方时为18时。
[投影]甲、丙的昼长是多少？
甲昼长0时，发生极夜；
丙的昼长24小时，发生极昼。
太阳光与地面的夹角称为太阳高度。
甲、乙、丙太阳高度是多少？
图中乙为太阳直射点，太阳光垂直于地面，太阳高度为90°
，甲、丙为晨昏线上的点，太阳光与地面平行。
太阳高度为0°
。
平行光照向地球球面，在不同地点太阳光的入射角不同，也就是太阳高度不同，直射点附近入射角大，远离直射点的地方入射角小。
太阳光的入射角大小有什么影响呢？
[投影]我们看这一幅图：
甲图，太阳直射，乙图太阳斜射，如果太阳光线相等，甲、乙阳光照射甲照射面积小，乙照射面积大。
甲图太阳光线集中，单位面积地表获得的太阳辐射能量多；
乙图太阳光线分散，单位面积地表获得的太阳辐射能量少。
归纳。
另外，直射时太阳光线穿越的大气路程短，太阳辐射被削弱得少。
这样，入射角不同，相同面积的地表获得的太阳辐射能量不等，这是形成地表温度空间差异的根本原因，而地表温度差异又是形成地理环境差异的基础。
除了昼夜交替外，地球自转还产生了地方时差和水平运动物体的偏向。
先来看看时差是怎么回事，
[投影]学习这部分知识，我们要搞清4个概念：
地方时、时区、中央经线、区时。
因地球自西向东自转，在同一纬度地区，相对位置偏东的地点，要比相对位置偏西的地点先看到日出。
我们是以太阳的升落作为时刻早晚的参照的，所以同一时刻不同经度的地方，具有不同的地方时。
地方时是因经度而不同的时刻。
因太阳直射点每24小时在地球上转一周，所以经度每隔15°
，地方时相差1小时。
为使用方便，全球共分为24时区，每个时区跨经度15°
每时区中间的那根经线称为中央经线，中央经线的地方时作为该时区公用的时刻，那就是区时，因为相邻的中央经线间隔经度15°
，所以相邻时区区时相差1小时。
同一经线上各地地方时相同，所在时区相同，区时相同。
同学们在进行区时的换算时，脑海中要有时区划分图。
而记住时区划分图的关键是熟悉0°
和180°
经线两侧时区和区时的差异。
[投影]看图，以0°
经线为中央经线，向东向西各跨7.5°
划分为0时区也称为中时区，从它的边界向东向西每隔15度就划分1个时区。
这样每条中央经线的经度就是时区数乘以15°
，如东二区的中央经线是东经30°
，西五区的中央经线是西经75°
东西十二区各跨7.5°
，180°
经线就是东西12区的中央经线。
0°
经线两侧属于同一个时区，两侧区时相同，也就是日期和钟点都相同；
180°
经线两侧属于不同的时区，两侧区时的钟点相同，但任何时刻日期都相差一天，东12区比西12区早24小时，这是人为划分时区的结果。
计算两个时区的区时差时，只要看时区数，若同为东时区或同为西时区，用时区数相减就得区时差，如西1区与西11区区时相差10小时；
若一个为东时区另一个为西时区，用时区数相加就得区时差，如西5区与东11区区时相差16小时。
如果有同学对时区的划分还不熟悉，在进行区时换算时可借助数轴，[投影]数轴上每个点的数值代表时区数，0代表零时区或中时区，从左往右（即地理上由西向东），由西12区到东12区。
任意两个时区的区时差等于两点间的距离。
如西3区与东2区的区时差是5个小时。
从左往右区时越来越早。
根据“东早西晚”的规律，若已知的是东边的区时，求西边的区时，则用已知区时减去区时差。
同学们可自己举例进行运算。
昼夜更替和地方时差，虽然主要由地球自转引起，但也是在公转运动的参与下形成的。
我们再看看在地球上物体水平运动方向是如何发生偏转的。
图示发生在地球上三个不同地点的物体水平运动的情形，甲运动方向向右偏、乙方向没变，丙运动方向向左偏。
怎么看偏转方向呢？
先看甲：
初始运动方向向西，我们面向西观察，运动方向向北偏转，北侧在我们的右方，所以甲地运动方向发生了右偏，为北半球某地。
再看丙：
初始运动方向向西，我们面向西观察，运动方向向南偏转，南侧在我们的左方，丙地运动方向发生了左偏。
为南半球某地。
乙地不发生偏转，在赤道。
理由是由于地球自转产生的地转偏向力，在北半球向右，南半球向左，赤道上无偏转。
另外，纬度越高地转偏向力越大。
你能举例说明地转偏向力对环境的影响吗？
地转偏向力广泛作用于大气、水的运动，对人类的交通工具和空中的飞行器都会产生影响。
水流方向的偏转使河流两岸的地貌产生了差异；
气旋、反气旋天气是在地转偏向力的参与下产生的。
为什么赤道附近没有台风？
那是因为地转偏向力太小，不能形成空气涡旋。
你去新加坡旅游，当地人可以很骄傲地说我们这里不受台风的影响，就是这个道理。
地转偏向力不仅对自然界产生了直接的影响，并由此改变了地表环境，对人类社会也产生了深远的影响。
同学们可以留心观察与思考，还有哪些实例可以说明地转偏向力的。
那么地球公转主要带来了哪些影响呢[投影]？
地球公转对地理环境的影响，归根结底是由太阳直射点的回归运动引起的[投影]。
而直射点的回归运动又主要是由黄赤交角的存在而产生的。
什么是黄赤交角呢？
它的大小与太阳回归运动的范围又有怎样的关系呢？
[投影]我们看，图中的M是地轴北极所指的方向北极星，④代表赤道面，③代表公转轨道面即黄道面，①代表上述两个面的夹角，即黄赤交角，数值为23°
26′，②代表地轴与黄道面夹角，与黄赤交角互余，数值为66°
34′。
从图上还可以看出，黄赤交角也就是角①的大小等于太阳直射点到达的最高纬度，我们将该纬线称为回归线，回归线的纬度是23°
26′。
现在我们来看看，由于黄赤交角的存在，地球公转过程中太阳直射点是如何移动的。
[投影]在每年3月21日、6月22日、9月23日、12月22日前后太阳直射在什么纬度附近。
顺便看看下图中对应的日期晨昏线的位置。
我们再想想。
假如黄道面与赤道面平行，即黄赤交角为0时，直射点的位置又怎样呢？
看看吧。
[投影]这时候直射点的位置就总在赤道上，不会移动。
你们再想想看，如果黄赤交角存在，而地轴的倾斜方向始终在变化，比如北极总是倾向太阳一侧，你能推测直射点的位置吗？
那就总是直射在北回归线上，与目前的6月22日情形相似。
所以，太阳回归运动的产生是由以下几方面决定的：
[投影]一是地球的绕日公转，这是前提；
二是黄赤交角的存在即地球是倾斜着身子公转的，
第三是地轴在宇宙空间的倾斜方向不变。
因而，太阳直射点以回归年为周期相应地在南北回归线之间往返移动，南北回归线上每年直射一次，南北回归线之间的地区每年直射两次。
我们要熟悉太阳回归运动过程，特别是二分二至日太阳直射点的纬度位置及移动方向，以这4个日期为参照，推断其它日期的情形，比如，你能说说从7月1日至8月1日太阳直射点的位置及移动方向吗？
在赤道与北回归线之间，由北向南移动。
来看看这道考题：
解这道题首先要将二分二至日的地球位置找出来，图中3和8的位置太阳直射赤道，应为二分日，1处太阳直射北回归线，应为夏至，6月22日，5处太阳直射南回归线，应为冬至，12月22日。
有了二至的位置，依据公转方向，判断3处是春分8处是秋分。
题中所说的3月24日最接近春分日，正确选项是B。
那么太阳回归运动带来哪些影响呢？
直接影响有正午太阳高度和昼长的时空变化。
[投影]先看看昼长的变化。
弄清下列三组关系：
直射点所在半球与昼长纬度变化；
直射点移动方向与南、北半球昼长变化；
直射点纬度与出现极昼极夜的最低纬度。
弄清这三组关系也就理清了昼长时空变化的来龙去脉。
前面已经说过昼夜长度取决于晨昏圈将纬线圈分割的情况，我们就来看看不同的日期晨昏圈对纬线圈的分割有什么差异。
当太阳直射赤道的时候，也就是二分日，晨昏圈将纬线圈平分，各地昼长相等；
当太阳直射北回归线的时候，太阳直射点到达最北边了，也就是夏至日，北半球昼长夜短，昼长达一年中最大值，且越往北白昼越长，北极圈及其以北出现极昼，极昼范围达到最大值。
南半球昼短夜长，昼长达一年中最小值，且越往南白昼越短，南极圈及其以南出现极夜，极夜范围达到最大值。
当太阳直射南回归线的时候，太阳直射点到达最南边了，也就是冬至日，北半球昼短夜长，昼长达一年中最小值，且越往北白昼越短，北极圈及其以北出现极夜，极夜范围达到最大值。
南半球昼长夜短，昼长达一年中最大值，且越往南白昼越长，南极圈及其以南出现极昼，极昼范围达到最大值。
由此可见，只要太阳直射北半球，北半球就是昼长夜短，南半球就是昼短夜长，越往北白昼越长。
也就是太阳直射哪个半球，哪个半球就是昼长夜短，另外的半球昼短夜长。
由于晨昏圈总是与赤道平分，所以赤道上总是昼夜等长，各为12小时。
直射点纬度与出现极昼极夜的最低纬度又有什么关系呢？
[投影]看这幅图，太阳直射在北半球a角，晨昏圈所在平面与地轴的夹角c角。
a等于c。
c与b角互余，就是b角与直射点纬度互余，b角是当日发生极昼极夜的最低纬度，也就是发生极昼极夜的最大范围。
我们只要知道直射点所在纬度就能推算发生极昼极夜的范围。
比如说，当太阳直射在南纬15°
时，南纬75°
及其以南发生极昼，北纬75°
及其以北发生极夜。
这个规律很重要，我们马上还要用到它。
现在，[投影]我们归纳一下昼长分布与变化规律：
1.夏半年（太阳直射点所在半球），昼长于夜，且越往高纬，昼长越长；
冬半年，昼短于夜，且越往高纬，昼长越短
2.太阳直射点向北移动时，北半球各地昼长变长，直至极昼；
南半球各地昼长变短，直至极夜
3.昼长年变化幅度由赤道向极圈递增，赤道上为0，极圈及纬度高于极圈地区为24小时
昼长的纬度差异和年变化使得地表获得的太阳辐射能量具有时空差异，引起地理环境特征的时空变化，也引起人类生产和生活的时空差异。
地球公转还引起正午太阳高度的变化。
[投影]正午太阳高度是一天内太阳高度的最大值，也就是地方时为12点时（当地正午）的太阳高度。
[投影]看图：
图示的角a、b、c、d、e、f、g都是正午太阳高度角吗？
只有d不是，其它都是，d所示的太阳高度是子夜时的太阳高度。
在图上如何看出地方时呢？
常用的有两个基本依据，一是找昼半球或夜半球的中央经线，昼半球中央经线地方时12时，如甲图右侧经线和乙图左侧经线，它们地方时都是12时；
夜半球中央经线为0时或24时，如甲图左侧经线和乙图右侧经线，它们地方时都是0时或24时。
以此为基础，推断其它经线的地方时。
二是找晨昏线与赤道的交点，晨线与赤道的交点地方时是6点，如甲图的中央经线；
昏线与赤道的交点地方时是18点，如乙图的中央经线。
以此为基础，推算其它经线的地方时。
你能说说甲、乙图所示的时刻，正午太阳高度的纬度分布规律是什么吗？
甲图，正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
乙图，正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
同一时刻，正午太阳高度总是由直射点纬度向南北两侧对称递减。
除直射点外，某一时刻，正午太阳高度相同的点有两个，那就是与直射点纬度距离相同的两个点。
比如甲图，太阳直射23.5°
S，33º
26′S和13º
26′S与它的纬度距离都是10°
，所以当天33º
26′S的正午太阳高度相同，都是80°
小结。
高中地理必修部分要求同学们定性的掌握正午太阳高度的纬度变化特征，至于定量地计算正午太阳高度的纬度差异，有兴趣的同学可以课后再去尝试，用学过的三角函数知识很容易解决这样的问题。
在空间上，离太阳直射点越近的纬度，正午太阳高度越大。
那么，从时间上来看，正午太阳高度的季节变化如何呢？
一年中，太阳直射点向该纬度方向移动期间，正午太阳高度增大，太阳直射点向远离该纬度的方向移动期间，正午太阳高度减小。
对北回归线及其以北地区而言，从6月22日到12月22日，正午太阳高度逐渐减小。
从12月22日到第二年6月22日，正午太阳高度逐渐增大。
南回归线及其以南地区情形正好相反。
南北回归线之间的区域，越接近两次直射的日期，正午太阳高度越大。
同一纬线上各地，昼夜长短相等，正午太阳高度相等。
我们可以将正午太阳高度的变化规律归纳如下：
[投影]
1.同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧对称递减。
2.同一纬度，夏至日正午太阳高度最大，冬至日最小；
南、北纬23º
26′之间的地区，一年有两个最大值，越接近直射的日期，正午太阳高度越大。
我们一起看一道题目：
[投影]将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式，是为了最大限度地利用太阳能。
怎样才算最大限度地利用太阳能呢？
就是让集热板与当地每天的正午太阳高度垂直。
为什么要调节呢？
因为正午太阳高度是有季节变化的。
本题说明的是同一地点正午太阳高度的时间变化，正确选项是B。
四季是怎么产生的？
由于同一纬度昼夜长短和正午太阳高度随季节而变化，使太阳辐射具有季节变化规律，人们据此划分了四季。
四季是怎么划分的？
天文四季以正午太阳高度和昼长的变化为标志，是以二分二至日为分界点的。
北温带的许多国家比如我国，在气候统计上一般把3、4、5月份划分为春季，6、7、8月份划分为夏季，9、10、11月份划分为秋季，12、1、2月份划分为冬季；
南温带季节与之相反。
四季的产生不仅是天文和气候的四季变化，水文、生物等自然要素也相应有季节变化，导致人类活动也有了季节变化。
由于同一季节不同纬度地区昼夜长短和正午太阳高度随纬度而变化，使太阳辐射具有纬度变化规律，人们据此划分了五带。
看图，五带的分界线是什么？
五带各有哪些天文现象？
是南北回归线和南北极圈。
有太阳直射现象的是热带，有极昼极夜现象的是寒带，既没有太阳直射又没有极昼极夜现象的是温带。
五带的产生对环境有什么影响？
太阳辐射能量在同纬度地区相近，由低纬向高纬递减。
五带的产生使得热量分布具有了纬度地带性规律，这是地理环境具有整体性和差异性的基础。
那么，[投影]五带范围与黄赤交角数值有怎样的联系？
[投影]
黄赤交角的数值决定有太阳直射的最高纬度，即黄赤交角大小等于回归线的纬度，也就决定了热带的范围。
黄赤交角大小与极圈的纬度互余，也就决定了寒带和温带的范围。
黄赤交角越大，热带和寒带范围越大，温带范围越小。
因为黄赤交角大小决定了回归线纬度与极圈纬度，也就决定了五带范围。
黄赤交角大小与五带范围的关系，我们可以做这样的归纳：
[投影]
•黄赤交角的数值决定有太阳直射的最高纬度，即黄赤交角大小等于回归线的纬度
•黄赤交角大小与极圈的纬度互余
•黄赤交角越大，热带和寒带范围越大，温带范围越小。
我们将地球公转的地理意义做个小结：
[投影]地球自转产生了赤道平面，地球公转产生了黄道平面，黄赤交角的存在和地轴倾向不变导致太阳回归运动产生。
太阳回归运动引起正午太阳高度和昼夜长短的变化。
它们的时间变化形成了四季更替，它们的空间变化导致了五带划分。
小结：
由此可见，四季与五带的形成都是太阳回归运动的结果，是太阳辐射热量在地球表面时空分布不均造成的。
而热量的时空分布不均是地理环境特征具有时空差异的直接原因，它对自然界和人类社会都产生了深刻的影响。
研究地理环境的形成和演变，必须联系地球自转和公转对环境带来的影响。
生练习。
地球的运动与地球的宇宙环境一样，既是自然环境的组成部分，又对自然环境的形成起着重要的作用，并由此对人类活动产生重要的影响。
[投影]总结
地球的运动是复杂的，其中与我们人类关系最为密切的是自转和绕日公转运动。
本专题我们从运动特点和运动意义两方面展开讨论。
从旋转轴、方向、周期、速度四个方面讨论了地球自转的特点；
从轨道、方向、周期、速度方面讨论了地球公转的特征。
地球自转产生了昼夜交替、地方时差、物体水平运动发生偏向等地理意义。
地球公转产生了正午太阳高度和昼夜长短的时空变化，最终导致四季形成和五带的划分。
地球运动》实践作业
1、读图，
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