湘教版湘教版必修1第一章 宇宙中的地球第三节 地球的运动第1课时教学设计

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第三节　地球的运动第1课时　地球运动的基本规律学习目标：1.了解地球自转的方向、周期及速度。(重点)2.了解地球公转的轨道形状、方向、周期及速度。(重点)3.理解黄赤交角及其产生的意义。(重难点)一、地球的自转1．方向甲图　　　　　乙图　　　　　丙图2．周期3．速度(1)角速度：地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同，大约是15°/时。(2)线速度：由于纬度不同而有差异，自赤道向两极递减。二、地球公转的基本特征1．轨道地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。2．特点(1)公转轨道：近似正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上。(2)方向：自西向东，与地球自转方向相同。(3)周期：为1年，约为365日6时9分。(4)速度：位置公转位置时间公转速度A点近日点1月初较快B点远日点7月初较慢三、黄赤交角1．定义：赤道面与黄道面的夹角。2．角度关系：(1)地轴总是与赤道面垂直，地轴与黄道面的夹角约为66.5°，与黄赤交角二者互余。(2)南北回归线的度数＝黄赤交角的度数；南北极圈度数＝90°－黄赤交角度数。3．影响：引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动，并且有如下规律：太阳直射点在南北回归线之间往返运动一周需要的时间为365日5时48分，称为1回归年。(1)以恒星为参照物，地球自转一周360°，所需时间为24小时，即1太阳日。               (　　)(2)地球上任何地点的自转角速度都相同。 (　　)(3)地球自转的线速度随纬度增加而降低。 (　　)(4)随着地球在公转轨道上位置的变化，地表接受太阳垂直照射的点就会改变。               (　　)(5)当地球位于近日点时，下列说法正确的是 (　　)A．是北半球的夏至 B．是北半球的冬至C．地球公转速度最慢 D．地球公转速度最快提示：(1)×　以太阳为参照物，地球自转360°59′，所需时间为1太阳日，即24小时；以恒星为参照物，地球自转360°，所需时间为1恒星日，即23时56分4秒，1恒星日是地球自转一周的真正周期。(2)×　地球表面除南北极点外，任何地点的自转角速度都相同，为15°/时。(3)√　由于纬线长度从赤道向两极递减，因此地球自转的线速度随纬度增加而降低。赤道上的线速度最大，极点为零。(4)√　随着地球在公转轨道上位置的变化，地表接受太阳垂直照射的点(简称太阳直射点)就会改变，引起太阳直射点在南北回归线之间往返移动。(5)D　[当地球位于近日点时，公转速度最快，位于远日点时，公转速度最慢。]　地球自转的速度材料一　　　　　　   　　送瘟神毛泽东绿水青山枉自多，华佗无奈小虫何！千村薜荔人遗矢，万户萧疏鬼唱歌。坐地日行八万里，巡天遥看一千河。牛郎欲问瘟神事，一样悲欢逐逝波。材料二　地球自转角速度和线速度示意图问题1　(区域认知) 毛泽东的诗句“坐地日行八万里”中的“地”是指何处？60°N纬线圈上的线速度是多少？二者有什么关系？提示：赤道。赤道上地点的线速度大致为1 670千米/小时，一天大约4万公里。60°N上地点的线速度大约为赤道的一半，即837千米/小时。  问题2　(区域认知)地球自转的线速度由赤道到两极有什么变化规律？南北两极点的角速度和线速度是多少？提示：地球自转线速度由赤道向两极递减。南北两极点既无自转角速度也无自转线速度。[归纳总结]       地球自转线速度的分布及影响因素总结           (1)极点的角速度和线速度均为0。(2)纬度相同的两点，自转的速度相同(海拔相同的情况下)。(3)60°纬线上的线速度是赤道上线速度的一半。(4)赤道上空的同步卫星运行的角速度与地面对应点的角速度相同，均为15°/h，卫星运行的线速度大于地面上的对应点的线速度。(5)影响地球自转线速度变化的因素：因素影响关系纬度纬度相同，线速度相同纬度越低，线速度越大负相关海拔海拔越高，线速度越大正相关1．读图，完成(1)～(2)题。(1)图中A、B、C、D各点中，地球自转线速度最大的是(　　)A．点A　　　　 B．点BC．点C D．点D(2)图中A、C、D、E、F各点中，地球自转角速度与B点相同的个数是(　　)A．7个 B．5个C．3个 D．1个(1)A　(2)B　[第(1)题，地球自转线速度由赤道向两极递减，所以A点自转线速度最大。第(2)题，除去南、北极点之外，地球各地自转角速度均为15°/小时，所以其他各点的角速度都与B相同。]　黄赤交角及其影响材料一　黄赤交角示意图和太阳直射点的移动示意图黄赤交角示意图      太阳直射点的移动示意图甲　　　　　　　　　　　　乙材料二　英国古文明研究作家葛瑞姆·汉卡克在《上帝的指纹》中写道：“黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间，准确性和可预测性不亚于瑞士钟表。”这个周期变化早在1911年巴黎国际天文历大会上就已经公布了。   问题1　(综合思维)黄赤交角反映了地球哪两种运动之间的关系？提示：自转运动和公转运动。问题2　(综合思维)黄赤交角的大小是恒定不变的吗？其目前是多大？提示：不是，黄赤交角会发生周期性的变化，这个周期是41 000年，交角改变在22.1°到24.5°之间。目前是23.5°。问题3　(综合思维)太阳直射的范围与黄赤交角有何关系？若黄赤交角变为24.5°，太阳直射范围将会如何变化？提示：太阳直射的范围相当于黄赤交角的二倍，在24.5°N～24.5°S之间移动。太阳直射范围将变大。[归纳总结]                                                   1．黄赤交角的特点黄赤交角是地球的自转轨道平面和公转轨道平面的夹角，其本质是一个面面角，其在静止和绕日的运动中具有不同的特点，具体如下：(1)静态特征：一轴、两面、三角度特点含义一轴地轴(自转轴，与赤道面垂直)两面黄道面地球公转的轨道面赤道面地球自转的平面，与地轴垂直三角度黄赤交角黄道面与赤道面的夹角为23.5°地轴与黄道面夹角与黄赤交角互余，为66.5°地轴与赤道面夹角90°(2)动态特征：两个变、三个基本不变：特点含义体现区域两个变黄道面与赤道面的交线地球的公转过程中地轴与太阳光线的相对位置三个基本不变地轴的空间指向，北极始终指向北极星附近黄赤交角的大小，基本保持23.5°地球的运动方向2.黄赤交角的影响 (1)决定太阳直射点在南北回归线之间的回归运动，太阳直射点的移动规律如下图所示：(2)决定回归线和极圈的纬度：黄赤交角的度数＝南、北回归线的纬度。极圈的纬度＝90°－黄赤交角的度数。3．黄赤交角变化的影响当黄赤交角变化时，回归线和极圈的度数就发生相应变化，从而引起直射点移动范围和五带范围的变化。其变化规律如表所示：黄赤交角扩大缩小五带范围热带扩大缩小温带缩小扩大寒带扩大缩小2．下图是地球赤道与公转轨道的示意图。读图，回答(1)～(3)题。(1)图中能表示黄赤交角的是(　　)A．①　　 B．②　　　　C．③　　　　 D．④(2)当太阳直射点位于图中P点时，北半球的节气应是(　　)A．春分 B．夏至  C．秋分 D．冬至(3)确定南北回归线的度数是依据(　　)A．日地距离 B．黄赤交角C．地球自转周期 D．地球公转速度(1)A　(2)B　(3)B　[第(1)题，黄赤交角是地球自转轨道面(赤道面)和公转轨道面的夹角，从图中看出①表示该夹角。第(2)题，从图中看出，此时太阳直射北回归线，应为北半球夏至日。第(3)题，黄赤交角的度数和回归线的纬度数是相等的，与极圈的纬度数互余。]人地协调观：认识航天发射场选址条件(1)纬度条件：纬度低，线速度大，航天器的初始速度大，节省燃料，降低发射成本。(2)气象条件：晴天多、阴雨天少，风速小，湿度低，有利于发射和跟踪。(3)地形、地势条件：地形平坦开阔，有利于跟踪观测；地势越高，地球自转线速度越大。(4)交通条件：内外交通便利，有利于大型航天装备的运输。(5)海陆位置：大陆内部气象条件好，隐蔽性强，人烟稀少，安全性强；海上人类活动少，安全性强。(6)安全因素：出于国防安全考虑，有的建在山区、沙漠地区，有的建在地广人稀处。2019年我国一共进行了34次火箭发射活动，成为本年全世界发射火箭数量最多的国家。其中最令世界瞩目的成果是嫦娥4号月球探测器成功着陆月球背面，成为全球第一个将探测器发射到月球背面的国家。下图为我国四大航天基地位置图，读图回答(1)～(2)题。(1)相对于海南文昌卫星发射中心，酒泉卫星发射中心的优势主要在于(　　)A．降水少，晴天多，发射窗口期长B．纬度低，地球自转线速度大，可节省燃料C．空中及海上交通都很方便，便于运输D．人口稀少，发射后残骸不易危及人们安全(2)相对于海南文昌卫星发射中心，酒泉卫星发射中心的不利条件是(　　)A．地形平坦开阔，不利于国防安全B．深居内陆，交通不便C．纬度较高，燃料和成本相对较高D．基础设施不完善，技术更新相对落后(1)A　(2)C　[第(1)题，海南文昌位于季风气候区，多阴雨天气，而酒泉位于我国西北内陆，气候干旱，晴天多，有利于航天发射。第(2)题，海南文昌卫星发射中心纬度低，自转线速度大，可以节省燃料和成本，而酒泉卫星发射中心相比较则纬度较高，不具备这一优势。](教师独具)国庆放假7天，小明乘火车从南昌到北京参加国庆70周年庆典，国庆70周年庆典于北京时间10月1日进行。完成1～2题。1．我们日常生活中所说的一天是指(　　)A．地球自转的真正周期 B．地球公转的周期C．一个恒星日 D．一个太阳日2．火车行进时，经过地的地球自转线速度总体变化是(　　)A．越来越快　　　 B．先变快后变慢C．越来越慢 D．先变慢后变快1.D　2.C　[第1题，我们日常生活中所说的一天是24小时，是一个太阳日；地球自转的真正周期是一个恒星日，即23时56分4秒；地球公转周期是一年。第2题，地球自转线速度从赤道向两极递减，从南昌到北京是向高纬度方向行进，自转线速度总体变化是越来越慢。]读下面四幅示意图，回答3～4题。3．上图中，能正确表示黄赤交角的是(　　)A．① B．②C．③ D．④4．若黄赤交角由现状变为23°31′，下列现象中不会出现的是  (　　)A．北极圈的度数变为66°29′B．地球上太阳光直射的范围增大C．寒带范围变小D．地球上温带范围减小3.B　4.C　[第3题，黄赤交角是地球赤道平面与公转轨道面(黄道平面)之间的交角。第4题，黄赤交角的存在及其大小，决定了太阳直射点的移动与移动范围。若黄赤交角由现在的23.5°变为23°31′，就会导致南、北回归线的纬度数由23.5°变至23°31′，所以太阳直射的范围会增大。会使热带、寒带范围增大，温带范围减小。](教师独具)教材P16～17活动1．用一个小的球体进行模拟，以太阳为参照物时，地球自转一周，实际上是大于360°(约为360°59′)的，如果以太阳以外的恒星为参照物，地球自转360°就完成了一个自转周期，其演示方法和原理如下图所示：当地球位于E1时，太阳、某恒星(★)、地心、某地点(P)位于同一直线上。当地球位于E2时，P又位于同一恒星和地心的连线上，此时地球已自转360°。从E1到E2为一个恒星日。当地球位于E3时，P又位于太阳与地心的连线上，地球自转360°59′。自E1到E3为一个太阳日。2．如下表所示： 地球自转的角度长度应用价值太阳日360°59′24小时0分生产、生活计时恒星日360°23小时56分科学研究计时3.利用原子表做成的原子钟，比如铯原子钟等等，这种计算时间的方法非常精确。精确的时间尺度对于科学研究非常有价值，比如在研究超短、超快过程当中的应用，如飞秒激光器等等，如果时间精度达不到飞秒，那么可能会造成很多物理过程无法精确测量。教材P17活动(上)1．如下表所示：纬度0°30°45°60°线速度/ (千米/时)1 6701 447(1 670·cos 30°)1 080(1 670·cos 45°)837(1 670·cos 60°)角速度/ (度/时)151515152.各地线速度和角速度随纬度变化的一般规律是：线速度是赤道最大，两极为0，由赤道向两极递减；角速度是地球表面除南北两极点为0外，任何地点的角速度都相等，为15°/h。