高中自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)案

這是一份高中自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)案，共13頁(yè)。學(xué)案主要包含了地球的自轉(zhuǎn)，地球的公轉(zhuǎn)，黃赤交角及其影響等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、地球的自轉(zhuǎn)
1．概念：地球繞其自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2．地軸：地球的自轉(zhuǎn)軸，北端始終指向北極星附近。
3．自轉(zhuǎn)方向：自西向東(如圖A)。
A B C
(1)從北極上空看，呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(如圖B)。
(2)從南極上空看，呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)(如圖C)。
4．自轉(zhuǎn)周期
5.自轉(zhuǎn)速度
(1)自轉(zhuǎn)角速度：除南北極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)均為15°每時(shí)。
(2)自轉(zhuǎn)線速度：因緯度不同而有差異，赤道最大、兩極最小。
[特別提醒] 地球自轉(zhuǎn)周期中的太陽日是人們?nèi)粘５挠?jì)時(shí)單位，是指太陽東升西落再東升的周期，對(duì)人類活動(dòng)影響明顯，而恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。
二、地球的公轉(zhuǎn)
1．概念：地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)。
2．方向：自西向東，如圖中“→”所示。
3．公轉(zhuǎn)周期 ——1年
4.軌道特點(diǎn)：近似正圓的橢圓軌道，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。
5．公轉(zhuǎn)速度
[特別提醒] 由于地球繞日公轉(zhuǎn)的速度隨日地距離不同而略有變化，在(北半球)夏半年公轉(zhuǎn)速度較慢，用時(shí)多；而(北半球)冬半年公轉(zhuǎn)速度較快，用時(shí)較少。故北半球夏半年比冬半年時(shí)間長(zhǎng)。
三、黃赤交角及其影響
1．黃赤交角的含義：赤道平面與黃道平面之間的夾角，目前為23°26′。
2．影響——決定太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)
(1)太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)
(2)周期：一個(gè)回歸年，即365日5時(shí)48分46秒。
[圖表點(diǎn)撥] 教材第5頁(yè)圖1.5，該圖展示出
(1)地球公轉(zhuǎn)軌道為橢圓形軌道；(2)地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的方向是自西向東，公轉(zhuǎn)時(shí)地軸的空間指向不變；(3)黃赤交角為23°26′；(4)地軸與黃道平面的夾角為66°34′，其與黃赤交角互余。
(1)我們?nèi)粘Ｉ钪械囊惶焓侵敢粋€(gè)太陽日。( )
(2)地球上各點(diǎn)自轉(zhuǎn)角速度都相等，自轉(zhuǎn)線速度從赤道向兩極遞減。( )
(3)黃赤交角是固定不變的。( )
(4)太陽直射點(diǎn)的回歸周期是地球公轉(zhuǎn)的真正周期。( )
(5)下列日期時(shí)，地球公轉(zhuǎn)速度較快的是( )
A．冬至日 B．春分日
C．秋分日 D．夏至日
提示：(1)√ 我們?nèi)祟惛鶕?jù)太陽日安排我們?nèi)粘５纳?、生產(chǎn)活動(dòng)，因而日常生活中的一天就是指一個(gè)太陽日。
(2)× 地球表面各點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度除兩極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)的角速度都相等；自轉(zhuǎn)線速度大致是從赤道向兩極遞減。
(3)× 黃赤交角并不是固定不變的。
(4)× 地球繞日公轉(zhuǎn)的真正周期是一個(gè)恒星年，為365日6時(shí)9分10秒。
(5)A [在地球的公轉(zhuǎn)軌道上，地球位于近日點(diǎn)時(shí)，公轉(zhuǎn)速度快，對(duì)應(yīng)時(shí)間為1月初，冬至日與其最近。]
2020年06月23日上午9時(shí)43分許，是我國(guó)第55顆北斗衛(wèi)星，即北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射的日子。位于大涼山腹地的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成了世人矚目的焦點(diǎn)。在此前的20年，也是在這里，我國(guó)先后發(fā)射了54顆北斗衛(wèi)星。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心是北斗衛(wèi)星的“母港”，20年來，所有的北斗衛(wèi)星均在此處發(fā)射升空。
問題1 (區(qū)域認(rèn)知)我國(guó)目前有四大航天發(fā)射基地，分別是山西太原、甘肅酒泉、四川西昌、海南文昌，與其他三個(gè)基地相比，文昌發(fā)射基地選址建設(shè)的最突出的優(yōu)勢(shì)條件是什么？
提示：人類的航天發(fā)射需要借助地球自轉(zhuǎn)的線速度，因此緯度越低自轉(zhuǎn)線速度越大，越有利于發(fā)射。四大基地中，文昌的緯度最低，是其突出優(yōu)勢(shì)。
問題2 (綜合思維)從地球自轉(zhuǎn)的角速度看，我國(guó)四大航天發(fā)射基地的角速度有何特點(diǎn)？
提示：四大航天發(fā)射基地的自轉(zhuǎn)角速度相等，均約為15°/時(shí)。
問題3 (綜合思維)此次西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射第五十五顆北斗衛(wèi)星時(shí)，地球在公轉(zhuǎn)軌道上的位置及公轉(zhuǎn)的線速度如何變化？
提示：此時(shí)地球在公轉(zhuǎn)軌道上正向遠(yuǎn)日點(diǎn)靠近，線速度逐漸變慢。
[歸納提升]
1．地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征
地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征既有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，還有相關(guān)性，具體如下表所示：
2.航天發(fā)射基地選址的條件
(1)緯度位置：緯度越低，地球自轉(zhuǎn)線速度越大，越有利于節(jié)省燃料。
(2)氣候條件：氣候干旱，降水稀少；天氣晴朗，能見度高。
(3)地形條件：地形平坦開闊，地勢(shì)相對(duì)較高(平坦開闊利于地面設(shè)備跟蹤測(cè)控；緯度相同，地勢(shì)高則地球自轉(zhuǎn)的線速度較大)。
(4)氣象條件：要盡量選擇晴朗天氣多、大氣污染輕、透明度高的地區(qū)。
(5)地質(zhì)條件：地質(zhì)穩(wěn)定。
(6)交通位置：要有便利的交通條件，有利于大型設(shè)備的運(yùn)輸。
(7)人口密度條件：航天基地最好布局在人口密度較小的地區(qū)，以保證安全。
地球自轉(zhuǎn)方向的判斷方法
(1)常規(guī)法：地球自轉(zhuǎn)方向是自西向東，由此判斷地球自轉(zhuǎn)方向。
(2)極點(diǎn)法：從北極上空看呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從南極上空看呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；同理，看到地球是逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的在北極上空，看到地球呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的在南極上空。
(3)經(jīng)度法：東經(jīng)度增大的方向就是地球自轉(zhuǎn)方向，西經(jīng)度減小的方向也是地球自轉(zhuǎn)方向。
極點(diǎn)局部圖西經(jīng)法 極點(diǎn)局部圖東經(jīng)法
(4)海陸法：根據(jù)大洲和大洋的相對(duì)位置也可以判斷地球的自轉(zhuǎn)方向。如沿某一緯線從歐洲到亞洲的方向或從太平洋經(jīng)巴拿馬運(yùn)河到大西洋的方向就是地球自轉(zhuǎn)方向。
1．讀圖，完成(1)～(2)題。
(1)c點(diǎn)的人們連續(xù)兩次看到日出的時(shí)間間隔是( )
A．地球自轉(zhuǎn)的真正周期
B．比地球自轉(zhuǎn)真正周期約多4分鐘
C．比地球自轉(zhuǎn)真正周期約少4分鐘
D．時(shí)間為23時(shí)56分4秒
(2)在a、b、c、d四點(diǎn)中，地球自轉(zhuǎn)速度是( )
A．各點(diǎn)角速度相等，線速度自大到小依次是a、b、c、d
B．各點(diǎn)角速度相等，線速度自大到小依次是c、d、b、a
C．a(chǎn)點(diǎn)角速度和線速度都為零，b、c、d三點(diǎn)角速度相等，線速度b點(diǎn)最大、c點(diǎn)最小
D．b、c、d三點(diǎn)角速度相等，線速度c點(diǎn)最大
(1)B (2)D [第(1)題，人們連續(xù)兩次看到日出的時(shí)間間隔實(shí)際是地球相對(duì)太陽旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間間隔，即1太陽日，因此選B。第(2)題，地球上各點(diǎn)的角速度相同(除極點(diǎn)外)，線速度隨著緯度的增加而減小，南、北極點(diǎn)為0。因此選D。]
2．下圖是地球公轉(zhuǎn)的軌道示意圖，圖中甲、乙、丙、丁四點(diǎn)將軌道均勻分成四等份。讀圖，回答(1)～(2) 題。
(1)地球在公轉(zhuǎn)軌道上運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間最少的一段是( )
A．甲→乙B．乙→丙
C．丙→丁D．丁→甲
(2)每年的11月11日是網(wǎng)購(gòu)較集中的日子。此時(shí)地球在公轉(zhuǎn)軌道的位置距甲、乙、丙、丁四點(diǎn)最近的是( )
A．甲點(diǎn)B．乙點(diǎn)
C．丙點(diǎn)D．丁點(diǎn)
(1)A (2)A [第(1)題，從圖中可以看出p點(diǎn)時(shí)地球在近日點(diǎn)附近。甲、乙、丙、丁四點(diǎn)將地球公轉(zhuǎn)的軌道均勻分成四等份，根據(jù)圖中太陽的位置可以判定甲→乙段地球經(jīng)過近日點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)速度最快，用時(shí)最少。第(2)題，11月11日地球在秋分后大約一個(gè)半月，故應(yīng)靠近甲點(diǎn)。]
汕頭北回歸線標(biāo)志塔位于廣東省汕頭市雞籠山南麓。塔的上部是一個(gè)直徑5米的空心地球模型，球心垂直貫穿一直徑40厘米、長(zhǎng)5米的不銹無縫鋼管，可仰窺藍(lán)天；塔的下半部四面以“北”字形的鋼筋混凝土柱為依托；塔基是二層圓形平臺(tái)，平臺(tái)上從東向西用黑色大理石鋪設(shè)一道黑線，象征著北回歸線。標(biāo)志塔設(shè)計(jì)新穎、造型獨(dú)特，把地理科學(xué)和視覺形象有機(jī)地結(jié)合起來。當(dāng)夏至正午時(shí)，立竿不見影，管窺睹驕陽，天象奇觀任由探究。
問題1 (綜合思維)南北回歸線的緯度是根據(jù)什么確定的？
提示：因地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的軌道平面不重合，二者之間存在著23°26′的夾角，由此確定了南北回歸線的緯度數(shù)。
問題2 (綜合思維)站在北回歸線標(biāo)志塔下，從立竿不見影到下次立竿不見影的時(shí)間間隔是多少？
提示：應(yīng)是一個(gè)回歸年，即365日5時(shí)48分46秒。
問題3 (地理實(shí)踐力)游客參觀北回歸線標(biāo)志塔時(shí)，在平臺(tái)上站在黑色大理石鋪設(shè)的黑線南北兩側(cè)時(shí)，正午影子朝向有何差異？
提示：站在黑線北側(cè)的游客的正午影子一年中始終朝北，而站在黑線南側(cè)的游客的正午影子一年中有時(shí)朝向北方，有時(shí)朝向南方。
[歸納提升]
1．黃赤交角的特點(diǎn)
黃赤交角的特點(diǎn)，可以概括為“一軸、兩面、三角度”和“三個(gè)基本不變”。其含義如下：
[特別提醒]
(1)黃赤交角的大小決定了太陽直射點(diǎn)的范圍。
(2)黃赤交角的度數(shù)＝南北回歸線的緯度數(shù)＝太陽直射點(diǎn)能達(dá)到的最北、最南緯度數(shù)。
(3)極圈的度數(shù)＝90°－黃赤交角的度數(shù)。
(4)若黃赤交角增大，則熱帶范圍增大，溫帶范圍減小，寒帶范圍增大。
2．太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)
由于黃赤交角的存在，引起了太陽直射點(diǎn)在南北回歸線之間的周期性往返運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)周期為365日5時(shí)48分46秒，叫作1個(gè)回歸年。太陽直射點(diǎn)的位置和季節(jié)移動(dòng)可用以下圖來表示：
在公轉(zhuǎn)軌道圖上判斷二分二至日的方法
第一步：先確定出地球公轉(zhuǎn)方向，如圖1(可根據(jù)地球自轉(zhuǎn)、南北極指向等來確定地球公轉(zhuǎn)方向)。
第二步：在圖中過球心作地軸的垂線，即赤道，如圖2。
第三步：作條直線連接左右兩個(gè)球心，如圖3。
第四步：如果直線指向北半球(北回歸線)，則為北半球夏至日，即圖3中的A；如果直線指向南半球(南回歸線)，則為北半球冬至日，即圖3中的C。
第五步：再根據(jù)二至日的位置和公轉(zhuǎn)方向，確定D為春分日，B為秋分日。
3．讀黃道平面與赤道平面的交角圖，回答(1)～(2)題。
(1)下列說法正確的是( )
A．目前的黃赤交角是66°34′
B．圖中角α是黃赤交角
C．地軸與黃道平面的交角就是黃赤交角
D．黃赤交角度數(shù)即南北回歸線的度數(shù)
(2)為了研究黃赤交角對(duì)地球自然環(huán)境的影響，假設(shè)黃赤交角變?yōu)?°，不可能出現(xiàn)的是( )
A．太陽終年直射赤道
B．全球全年無四季變化
C．全球無溫度變化
D．全球無五帶劃分
(1)D (2)C [第(1)題，黃赤交角是黃道平面與赤道平面的交角，目前的黃赤交角的度數(shù)為23°26′，圖中β表示黃赤交角。第(2)題，即使黃赤交角變?yōu)?°，地球上不同緯度地區(qū)獲得的太陽輻射也是存在差異的，溫度從赤道向兩極遞減。]
題組1 地球的自轉(zhuǎn)
讀圖，回答1～3題。
1．上面的四幅圖中能正確表示地球自轉(zhuǎn)方向的是( )
A．A圖 B．B圖
C．C圖D．D圖
2．①②③④四點(diǎn)中，線速度最大的是( )
A．①點(diǎn)B．②點(diǎn)
C．③點(diǎn)D．④點(diǎn)
3．在②地某天文臺(tái)觀測(cè)一恒星，于2020年3月21日21時(shí)將天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)該恒星，若望遠(yuǎn)鏡不做任何變動(dòng)，則3月22日再次觀測(cè)到該恒星的時(shí)間是( )
A．21時(shí)
B．21時(shí)3分56秒
C．20時(shí)3分56秒
D．20時(shí)56分4秒
1．A 2.A 3.D [第1題，A圖為地球側(cè)視圖，根據(jù)圖中“N”的位置可知，自轉(zhuǎn)方向?yàn)樽晕飨驏|，A圖對(duì)，B圖錯(cuò)；C、D圖為俯視圖，以北極點(diǎn)為中心的應(yīng)為逆時(shí)針，以南極點(diǎn)為中心的應(yīng)為順時(shí)針，C、D圖錯(cuò)誤。 第2題，①點(diǎn)位于赤道附近，緯度低，線速度最大。第3題，再次觀測(cè)到該恒星的時(shí)間間隔為一恒星日，即地球自轉(zhuǎn)的真正周期，時(shí)長(zhǎng)是23時(shí)56分4秒。]
題組2 地球的公轉(zhuǎn)
地球時(shí)刻不停地圍繞太陽公轉(zhuǎn)，據(jù)此完成4～5題。
4．下圖表示地球繞日公轉(zhuǎn)的示意圖，其中正確的是( )
A．①② B．②④
C．②③D．①④
5．下列能正確反映地球公轉(zhuǎn)真正周期的是( )
A．1個(gè)回歸年B．365日5時(shí)48分46秒
C．365日6時(shí)9分10秒D．太陽直射點(diǎn)的回歸周期
4．C 5.C [第4題，地球公轉(zhuǎn)運(yùn)行到近日點(diǎn)時(shí)，為1月初，此時(shí)太陽直射點(diǎn)在南半球；運(yùn)行到遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)為7月初，此時(shí)太陽直射點(diǎn)在北半球。據(jù)此，②③正確。第5題，地球公轉(zhuǎn)的真正周期是一個(gè)恒星年，時(shí)間是365日6時(shí)9分10秒。]
題組3 黃赤交角及其影響
8月23～29日，中國(guó)2020年全國(guó)科技活動(dòng)周暨北京科技周啟動(dòng)儀式，通過視頻連線在北京主會(huì)場(chǎng)和湖北武漢分會(huì)場(chǎng)同步舉行，今年活動(dòng)周主題為“科技戰(zhàn)疫 創(chuàng)新強(qiáng)國(guó)”。2020年是全國(guó)科技活動(dòng)周舉辦20周年，20年來，全國(guó)科技活動(dòng)周已發(fā)展成為公眾參與度最高、覆蓋面最廣、社會(huì)影響力最大的科普品牌活動(dòng)。據(jù)此結(jié)合下圖，完成6～7題。
6．8月23日太陽直射點(diǎn)的位置大約在( )
A．①②之間 B．②③之間
C．③④之間 D．④①之間
7．2020年中國(guó)科技周活動(dòng)期間，關(guān)于太陽直射點(diǎn)移動(dòng)的敘述正確的是( )
A．直射點(diǎn)一直在北半球
B．直射點(diǎn)先向北移動(dòng)再向南移動(dòng)
C．直射點(diǎn)一直在南半球
D．直射點(diǎn)先向南移動(dòng)再向北移動(dòng)
6．B 7.C [第6題，讀圖可知，當(dāng)太陽直射點(diǎn)位于②時(shí)，為夏至日(6月22日前后)，當(dāng)太陽直射點(diǎn)位于③時(shí)，為秋分日(9月23日前后)，所以8月23日太陽直射點(diǎn)的位置大約在②③之間。第7題，由上題分析可知，2020年中國(guó)科技周活動(dòng)期間，已過夏至日未到秋分日，故太陽直射點(diǎn)一直在北半球并向南移動(dòng)。]
教材P3(上)思考
提示：從北極上空看地球，它呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。從南極上空看地球，它呈順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
教材P3(中)思考
提示：
1．地球自轉(zhuǎn)線速度由赤道向兩極遞減。
2．南北兩極點(diǎn)的角速度和線速度都是0。
教材P6活動(dòng)
提示：
1．畫出三條特殊緯線。
2．描繪出二分二至日的太陽直射點(diǎn)。
3．畫出表示太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)軌跡。
課程標(biāo)準(zhǔn)
核心素養(yǎng)目標(biāo)
結(jié)合實(shí)例，說明地球運(yùn)動(dòng)的地理意義
1.結(jié)合觀測(cè)，認(rèn)識(shí)地球自轉(zhuǎn)的特點(diǎn)與方向。(地理實(shí)踐力)
2.聯(lián)系實(shí)際，掌握地球公轉(zhuǎn)的基本特征。(綜合思維)
3.動(dòng)手繪制圖示，理解黃赤交角存在的意義。(綜合思維)
名稱
長(zhǎng)度
參照物
恒星日
23時(shí)56分4秒
距地球遙遠(yuǎn)的同一恒星
太陽日
24小時(shí)
太陽
名稱
參照物
1年的長(zhǎng)度
特點(diǎn)
回歸年
太陽
365日5時(shí)48分46秒
太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)周期
恒星年
其他恒星
365日6時(shí)9分10秒
公轉(zhuǎn)的真正周期
圖中位置
時(shí)間
速度
公轉(zhuǎn)位置
A點(diǎn)
1月初
最快
近日點(diǎn)
B點(diǎn)
7月初
最慢
遠(yuǎn)日點(diǎn)
地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)特點(diǎn)
運(yùn)動(dòng)形式
自轉(zhuǎn)
公轉(zhuǎn)
概念
地球繞地軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)
方向
自西向東(從北極上空俯視——逆時(shí)針；從南極上空俯視——順時(shí)針)
地軸空間指向
空間指向不變，北端始終指向北極星附近
運(yùn)動(dòng)周期
以遙遠(yuǎn)的
恒星為參
照點(diǎn)
1恒星日＝23時(shí)56分4秒
1恒星年＝365日6時(shí)9分10秒
以太陽
為參照點(diǎn)
1太陽日＝24小時(shí)(晝夜交替現(xiàn)象周期)
1回歸年＝365日5時(shí)48分46秒(直射點(diǎn)回歸運(yùn)動(dòng)周期)
速度
角速度
除南北極點(diǎn)外，各地均約為15°/時(shí)(或1°/4分)
平均約1°/天
近日點(diǎn)快
(1月初)
遠(yuǎn)日點(diǎn)慢
(7月初)
線速度
因緯度而異，自赤道(1 670 km/h)
向兩極(0 km/h)遞減
平均約30 km/s
關(guān)系
地球自轉(zhuǎn)的平面(赤道平面)與公轉(zhuǎn)軌道平面(黃道平面)目前存在23°26′的交角(黃赤交角)
黃赤交角及其影響
特點(diǎn)
含義
一軸
地軸(自轉(zhuǎn)軸，與赤道面垂直)
eq \a\vs4\al(兩面)
黃道平面
地球公轉(zhuǎn)的軌道平面
赤道平面
地球自轉(zhuǎn)的平面，與地軸垂直
eq \a\vs4\al(三角度)
黃赤交角
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
與黃赤交角互余，為66°34′
地軸與赤道
平面的夾角
90°
三個(gè)基本不變
地軸指向
地球在公轉(zhuǎn)過程中，地軸的空間指向基本不變，北極始終指向北極星附近
黃赤交角大小
黃赤交角的大小基本不變，目前保持23°26′
運(yùn)動(dòng)方向
地球運(yùn)動(dòng)的方向不變，總是自西向東