人教高一地球运动的基本形式——自转和公转

人教高一地球运动的基本形式——自转和公转

‎1.4 地球运动的基本形式——自转和公转 教学目标 ‎（知识目标）‎ ‎ 1．了解地球自转和公转在方向、周期、速度、轨道等方面的规律和特点。‎ ‎ 2．理解地球自转与公转的关系，地球公转轨道形状及其影响。‎ ‎（能力目标）‎ ‎ 1．能正确运用地球仪、三球仪来演示地球的自转与公转运动。‎ ‎ 2．能运用图示来正确分析和解释黄赤交角的形成。‎ ‎ 3．能正确绘制太阳直射点回归运动示意图，并能准确地解释太阳直射点的回归周期以及二分二至时太阳直射点的位置。‎ 教学重点：‎ ‎ 1．地球自转与公转运动的规律和特点。‎ ‎ 2．黄赤交角的形成。‎ ‎ 3．太阳直射点的回归运动规律。‎ 教学难点：‎ ‎ 1．地球在公转轨道不同位置时速度的变化。‎ ‎ 2．黄赤交角的形成。‎ 教学方法：‎ ‎ 1．让学生分小组活动，通过运用地球仪亲自演示，来分析、归纳、比较地球的自转与公转两种运动。‎ ‎ 2．借助教具、结合课本插图来解释说明黄赤交角的形成。‎ ‎ 3．运用板图——“太阳直射点的回归运动图”让学生理解并掌握太阳直射点的回归运动规律。‎ 课时安排：1课时 教学过程：‎ 引言：同学们，有一首童年的儿歌：“地球大，月亮小，月亮绕着地球跑；太阳大，地球小，地球绕着太阳跑。”从这首儿歌，我们了解到地球在不断的运动。下面，我们共同学习地球运动的基本形式——自转和公转 ‎【板书】1．4 地球运动的基本形式——自转和公转 一、 地球自转和公转运动规律 ‎【讲述】地球的运动是很复杂的，主要体现在自转和公转上，初中地理课本中，我们对地球的自转和公转两种运动，已经有了一个简单的了解。在这一节课上，针对地球的两种运动我们将做进一步的学习。下面我请同学为大家来演示地球的自转和公转两种运动。‎ ‎【学生活动】学生演示地球自转和公转 ‎【纠正】纠正学生在演示地球公转时容易犯的错误：地轴的倾斜方向常发生变化，即地轴不能始终指向北极星附近。‎ ‎【比较】请同学们再结合课文，认真分析、比较，来填出下表：‎ ‎ ‎ 自 转 公 转 中 心 地轴(其北端始终指向北极星附近)‎ 太阳(公转轨道为近似正圆的椭圆)‎ 轨道面 赤道平面 黄道平面 方 向 自西向东（从北极看为逆时针，从南极看为顺时针）‎ 自西向东（从天北极看为逆时针方向，从天南极看为顺时针方向）‎ 周 期 恒星日=23小时56分4秒 恒星年 速 度 角速度 除极点为0外，任何地点均为15°/小时 平均1°/天 ‎1月初，近日点，快 ‎7月初，远日点，慢 线速度 自赤道向两极递减，赤道最大，两极为0‎ 平均‎30千米/秒 在比较自转和公转的过程中有些不容易理解和要强调的问题：‎ 衡量地球自转快慢的有角速度和线速度。‎ ‎【活动】根据地球自转的周期计算地球自转的角速度：360º÷24小时=15º/小时 ‎【归纳】除南北两极点自转的角速度为0外，其他任何地点自转角速度都一样。‎ ‎【提问】各地自转的线速度是否一样呢？举例类比：在圆形跑道上要内圈和外圈的人用同样的时间跑一周，哪个用的速度必须快？——外圈，因为外圈的圆周长，同样道理，地球在不同纬度的纬线圈的长度不同，赤道最长，向两极越来越短，因此赤道地区的线速度最快，向两极线速度渐慢，两极为0，记住北纬60度附近的线速度大约为赤道地区线速度的1/2。‎ ‎【讲述】地球自转的线速度是从赤道向两极递减，因此航天发射基地发射同样重量的航天器所需的推力为赤道地区最小。‎ ‎【讲述】由于地球绕太阳公转的轨道是一个近似正圆的椭圆轨道，太阳略微偏离轨道的中心，所以一年中日地距离不断随地球公转而发生细微变化，大约每年一月初，地球此时在公转轨道上距太阳最近，处在一个近日点上，此时地球公转的角速度略大些，线速度略快些(参考表1．2说明)；在远日点时刚好相反。‎ ‎【提问】地球在近日点时大约是几月份？（1月）在远日点时大约是几月份？（7月）‎ ‎【讲述】可见，地球表面接受热量的多少不是取决于与太阳的距离，而是取决于太阳是否直射此地，两千多年前“两小儿辩日”难倒过圣人——孔子，他们争论的焦点是太阳在正午离太阳近还是在早晚离太阳近？不同的观点有不同的论据，早晚近者认为早晚的太阳看起来比中午大，即近者大、远者小；中午近者认为正午热而早晚凉，则近者热、早晚凉。一天当中到底什么时候太阳离我们近？回答这个问题得以地球运动与太阳的关系说起？地球在自转时也在绕太阳公转，正是这两种运动的叠加，才造成了一天中早、中、晚日地距离的变化。认为早晚的太阳看上去似乎比中午大，这只是一种视觉上的错误。虽然人们早晚看太阳比中午看太阳所间隔的大气层要大些（斜射路程比直射远），大气分子、水汽、尘埃杂质对光的折射散作用，使人们看太阳面好象有一点点变化，但现代科学家用精密仪器测量了早晚与中午的太阳，其结果为太阳半径都是16¹，人们视觉差错的原因，是因为太阳初升或将落时，地平线上只有一角天空，加上地面的山岗树林、房屋等其他景物衬托，太阳有周围这些比较物，好象显得比较大些；而中午的天空空荡广大，也没有其他东西衬托，因此看起来比早晚要小些。事实上它们都一样大。而辩论中所提出的“日初出沦沦凉凉，日中如探汤”认为近则热，远则凉，故曰正午太阳近于早晚，。这个问题，主要取决于太阳与地平面之间的高度角，太阳高度角越大，太阳光热集中，等量的太阳照射面积越小，太阳辐射强度就越强，地面获得的热量就越多。正午是一天中太阳高度角最大的时候，因此地面获得的热量最多；早晚太阳高度角小，因此，地面获得的热量小些。另外，正午太阳高度角大时太阳辐射穿过大气的路径较短，被大气的削弱作用小，地面获得的太阳热量高。所以我们不能被假象所迷惑，要深入了解。夏天虽然地球位于远日点附近，但此时太阳直射点在北半球，地表获得的热量多，因此热。‎ 二、地球自转和公转的关系 ‎【承转】由于地球的自转与公转两种运动是同时进行的，这两种运动各自形成了一个平面：黄道面和赤道面，由于这两个平面不是重合的，两个平面之间有一个夹角，这个角在天文上称为黄赤交角，目前是23º26¹。‎ ‎1.黄赤交角的概念：黄道平面与赤道平面的交角为23°26′（读图1.22）‎ ‎【提问】地轴与黄道面的夹角是多少？（66º34¹）‎ ‎2.黄赤交角的影响——太阳直射点的回归运动 （读图1.23） ‎ ‎ 夏至 23°26′N 春分 秋分 次年春分 0°‎ ‎ 23°26′S 冬至 ‎【讲述】由于黄赤交角的存在，并且地轴的空间指向(地轴北端或北极始终指向北极星附近)在一定时期内是不变的，所以地球在公转过程中，太阳直射点是在不断变化的。太阳直射点的移动在一年中是很有规律的。我们可以把课文图1．23，转换成黑板上这幅图就更容易理解(指图讲解)：‎ 每年春分日(‎3月21日) 太阳直射在赤道上，此后开始向北移动，大约过三个月，到夏至日（‎6月22日）时直射在最北的一条纬线——23º26¹N，过了这一天就开始向南返，秋分日(‎9月23日)回到赤道上，然后继续向南移动，到冬至日（‎12月22日）时，直射到最南的一条纬线——23º26¹S上，过了这一天又开始向北移动，到第二年又回到赤道。 太阳直射点一年中有规律地在南、北纬23º26¹的纬线上做周期性的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。所以，在天文地理学上把23º26¹N的纬线和23º26¹S的纬线称为北回归线和南回归线。太阳直射点回归运动的周期为365天5时48分46秒，叫做一个回归年。我们所用的公历(阳历)一年365天就是由此而来。公历中规定每4年中有一个闰年(在二月份加一天)，而在400年中又减少3天(凡是能被100整除而不能被400整除的年份不是闰年)是根据其尾数得来的。‎ ‎(1)周期:1回归年=365日5时48分46秒 ‎ 在南、北回归线之间，一年中太阳可以直射，近地面获得的热量最多，所以这一地带称为热带，是五带中唯一有阳光直射的地带。关于这一部分我们还将在后面做详细叙述。‎ ‎【提问】太阳一年有几次直射在赤道上？（两次）‎ ‎【讲述】在南北回归线上一年只有1次太阳直射的机会，在南北回归线之间有两次，南北回归线之外没有直射的机会。‎ ‎(2)规律:如图,①南北回归线之间每年直射两次, 回归线上每年直射一次; ②半年直射北半球(春分 秋分),是北半球的夏半年,南半球的冬半年，半年直射南半球(秋分 次年春分),是北半球的冬半年,南半球的夏半年;③半年向北移动(冬至 次年夏至),半年向南移动(夏至 冬至)。‎ ‎【思考】为什么太阳直射点只能直射到南、北纬23º26¹的纬线，而不会再向南、北扩大或者范围缩小呢? （与黄赤交角的大小有关，太阳直射的范围与黄赤交角的大小是一致的。目前黄赤交角是23º26¹，所以太阳直射点的最南最北界限也是23º26¹，也就是南、北回归线。假如黄赤交角的大小发生变化，太阳直射点的范围也将随之发生变化。）‎ ‎【提问】假如黄赤交角变为0度会有什么后果？（太阳永远直射赤道，对一个地区来说，没有四季的变化）假如黄赤交角变为45度呢？（热带范围变大）‎ 小结：黄赤交角决定了太阳直射点来回移动的范围和五带的范围。‎