1.2 地球的公转课件（共78张PPT）

(共78张PPT)
湘教版选择性必修1
第一章 地球的运动
地球的公转
小至 杜甫
天时人事日相催，冬至阳生春又来。
刺绣五纹添弱线，吹葭六琯动浮灰。
岸容待腊将舒柳，山意冲寒欲放梅。
云物不殊乡国异，教儿且覆掌中杯。
思考：诗中为什么说“冬至阳生”呢
01
目录
地球公转
地球公转的地理意义
02
03
黄赤交角及其影响
01
地球公转
地球的公转：地球绕太阳运行。
公转轨道（黄道）：地球公转路径。
北极上空逆时针旋转
1、公转方向
自西向东
南极上空顺时针旋转
1、公转方向
自西向东
地球的公转：地球绕太阳运行。
公转轨道（黄道）：地球公转路径。
2、公转轨道：
太阳
公转方向
公转方向
N
1.52亿千米
1.47亿千米
其公转轨道叫黄道
其公转轨道面叫黄道面
远日点
7月初
近日点
1月初
N
轨道：接近正圆的椭圆，太阳位于
其中的一个焦点上
恒星年：地球公转一周所需要的时间。
3、公转周期
近日点
1月初
远日点
7月初
365天6时9分10秒
课本活动
北半球每年夏半年（自春分日至秋分日）的日数为186天，冬半年（自秋分日至次年春分日）的日数为179天。
分析多出这7天的原因
北半球夏半年是地球公转距离太阳较远的半年。距离太阳远，速度慢。
分析地球运行到近日点时，北半球正值隆冬季节的原因。
太阳
中心
远日点
近日点
日地距离和公转速度图 （角速度和线速度）
（5）公转速度：近日点（1月初）>远日点（7月初）
02
黄赤交角及其影响
1、黄赤交角
黄道面：地球公转轨道面。
赤道面：过球心并与地轴垂直的平面。
黄赤交角：黄道面与赤道面的夹角，即地球自转面与公转面的夹角。
回归年：365日5时48分46秒
6月22日
12月22日
3月21日
9月23日
次年3月21日
北回归线
南回归线
画出太阳直射点的回归运动
1、太阳直射点的南北移动
春分日3月21日
赤道
夏至日6月22日
北回归线
秋分日9月23日
课本活动
北半球夏半年太阳直射北半球
冬至日12月22日
南回归线
春分日3月21日
赤道
夏至日6月22日
北回归线
秋分日9月23日
北半球夏半年太阳直射北半球
北半球冬半年太阳直射南半球
直射一次
直射一次
直射两次
无直射
无直射
2、黄赤交角的变化
黄赤交角与回归线大小相同，变化一致；
黄赤交角增大，回归线度数增大。
到北京天安门广场观看升旗仪式，是中华儿女的心愿与期盼。一年中的大部分日子，国旗升起的时刻就是天安门广场的日出时刻。下表为天安门广场不同日期的升旗时刻。
为什么一年中不同日子天安门广场的升旗时刻不相同？升旗时刻的变化规律是什么？
日期 3月21日 6月22日 9月23日 12月22日
升旗时刻 （北京时间） 6时17分 4时46分 6时02分 7时32分
03
地球公转的地理意义
一、正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
四季的更替
1、正午太阳高度变化
h=0°（晨昏线）
H=90°（直射点）
0°太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角（太阳在当地的仰角）。
正午太阳高度角：一天中太阳高度最大值出现在正午。
直射：光线集中，单位面积得到的太阳光热多，地面气温较高。
斜射：光线分散，单位面积得到的太阳光热少，地面气温较低。
▲太阳高度角（h）
h
▲正午太阳高度角
太阳光线相对于地平面的夹角
南
北
东
西
日出
日落
上午
中午
下午
H
地方时12时的太阳高度，一天太阳高度的最大值。
12:00
1、正午太阳高度（角）的变化
白天 h>0
晨昏线上 h=0
晚上 h<0
O
1
H
B
正午太阳高度计算公式
1.作出过点A的地平面
2.作出直射点B
H=90°—∠1
=90°—∠2
=90°—(A的纬度--B的纬度）
=90°—纬度差（所求点和直射点之间的纬度差）
（纬度差的计算）同半球相减，异半球相加
C
A
2
春分日和秋分日太阳直射赤道
2、正午太阳高度的纬度分布规律
66°34 ′
90°
23°26 ′
66°34 ′
23°26 ′
0°
0°
正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。
H=90°- 纬度-0°
夏至日太阳直射北回归线
2、正午太阳高度的纬度分布规律
正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。
90°
66°34 ′
66°34 ′
47°N
46°52 ′
0°
23°26 ′
0°
H=90°- 纬度+23°26 ′
冬至日太阳直射南回归线
正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。
90°
66°34 ′
46°52 ′
0°
23°26 ′
0°
自主练习
H=90°- 纬度+23°26 ′
课本活动
60°
60°
30°
30°
30°
30°
60°
60°
90°
90°
0°
0°
0°
正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减
H=90°- 纬度+23°26 ′
90°S
90°N
同纬度地区，正午太阳高度相同，距离太阳直射点越近的地区，正午太阳高度越大
正午太阳高度
规律：由直射点向南北两侧递减。离直射点越近，太阳高度角越大。同纬度正午太阳高度相同
1、想一想：比较各点正午太阳高度的大小
答案：G=E>A=B>F>C>D
课本活动
海口
约20°N
北京
约40°N
夏至日
春秋分日
冬至日
正午太阳高度
73°26 ′
86°34 ′
50°
70°
26°34 ′
46°34 ′
3、正午太阳高度的时间分布规律
春分日3. 21 ~ 秋分日9. 23：太阳直射北半球；北半球正午太阳高度较大，南半球正午太阳高度较小；是北半球的夏半年。
夏至日6. 22: 太阳直射在北回归线；北回归线及其以北各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。
秋分日9. 23 ~ 次年春分日3. 21：太阳直射点在南半球；南半球正午太阳高度较大，北半球正午太阳高度较小；是北半球的冬半年。
冬至日12 . 22：太阳直射南回归线；南回归线及其以南各纬度，正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值。
4、正午太阳高度的应用
① 确定地方时：
② 确定房屋的朝向：
③ 判断日影长短及方向：
④ 楼房间距问题
⑤太阳能热水器的集热板
⑥利用正午太阳高度确定当地的地理经、纬度
⑦室内光照面积大小与正午太阳高度的关系
正午太阳高度的应用
① 确定地方时：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，日影最 ，当地的地方时是 时。
② 确定房屋朝向
为了获得更充足的太阳光线，确定该房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
【规律】北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。
短
12
已知某地夏至日的太阳高度日变化图，求当地的地理经度。
（1）确定地方时：
某地太阳高度达一天中最大值时，当地的地方时是12时
图为我国西藏某地6月22日太阳高度的日变化示意图（未考虑海拔等因素）。据此回答6～7题。
6. 该地的地理坐标为（ ）
　A.30°N，90°E 　B.16°52′N，105°E
　C.23°26′N，120°E 　D.36°52′N，150°E
4、正午太阳高度的应用：
A
③影子基本知识判断日影长短及方向是由光源决定的。
南
北
东
西
西北
东北
东南
日出
日落
上午
中午
下午
中午影子
下午影子
楼房
日影朝向与太阳照射方向相反，日影长度与太阳照射角度成反相关关系。
【规律】正午太阳高度越大，日影越短；反之，正午太阳高度越小，则日影越长。
一天的规律是日出太阳高度最长，正午最短，日落也最长，且影子方向和太阳方向相反。
30°
影子长度
③ 影子长短问题
结论：太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长
影子长度
60°
2m
2m
（5）判断日影长短及方向：
③南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日最短。
②北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日最短。
①正午太阳高度越大，日影越短;　反之，日影越长。
④南北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南，冬至日朝向正北直射时日影最短（等于0）
（1）该小组每天测量影长时，北京时间应为
A.12:00 B.12:40
C.11:20 D.11:00
（3）右图是该小组绘制的连续一年多的竿影长度变化图，图中反映3月21日竿影长度的点是
A．① B．② C．③ D．④
（4）该学校大约位于
A.21.5°N B.21.5°S
C.45°N D.45°S
（6）立竿测影的问题；
例4、 某学校(110°E)地理兴趣小组在平地上用立竿测影的方法，逐日测算正午太阳高度。如右上图，垂直竖立一根2米长的竿0P，正午时测得竿影长OP′，通过tanα＝0P／0P′，算出正午太阳高度α。据此回答（1）-（4）题。
B
D
A
地球上各地正午时分物体影子的朝向
南北回归线之间的地区：时南时北
南回归线以南的地区：始终朝南
北回归线以北的地区：始终朝北
若在北回归线上建一太阳能光热电站，其电站的正午影长与电站的比值为P，则 （ ）
A．春、秋分日，P=0 B．夏至日，P=1
C．全年，P<1 D．冬至日，P>1
　　某中学地理兴趣小组用立杆成影法测我国某地正午太阳高度，发现该地一年中两次出现立杆无影现象。
若其中一次立杆无影的时间为6月6日，则另一次立杆无影的时间大致为（ ）
A．5月8日 B．7月8日 C．8月8日 D．9月8日
某学校操场上，O处有一垂直于地面的旗杆，OP表示正午时旗杆在地面的影子，其长度随季节发生变化。6月22日缩短为零。M处有一棵树，OM垂直于OP，读图回答：
（1） 月 日OP最长。
（2）M处的树位于旗杆的 方向，其精确的纬度是
。
北
东
12 22
正东
23°26′Ｎ
④、房地产中的楼间距
地面
南楼
北楼
L
h
H
以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L= h cotH
= h cot（90°－φ－23°26′ ）
H
h
L
南楼
北楼
（5）计算楼间距：
一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。
为了保证一楼全年都有阳光照射，北回归线以北地区建造楼房时（如图），两楼之间的最短距离应大于L＝h·cot H(H：冬至日正午太阳高度)。南回归线以南地区建造楼房时,H为夏至日正午太阳高度。
（3）计算楼距：
楼高H与楼间距最小值L（保证冬至日后楼能够得到光照）的关系是：tanα= H/L
H
L
α
前楼
后楼
例2.某地一幢楼，冬至日正午影长与楼高相等，据此完成下列各题。
（1）该地正午太阳高度是
A.23 26′ B.66 34′ C.90 D.45
D
某疗养院（北纬36°34′） ，计划在一幢20米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳。
（1）新楼至少要距原楼多少米？
（2）若黄赤交角变为23°34′，两楼之间的距离将应如何变化，才能保证各楼层均有较好的采光？
答案:（1）34.7 m 20×1.732
（2）应该增大（因为冬至日正午太阳高度更小，南楼影子更长）
h cot（90°－φ－23°26′ ）
5、太阳能热水器的集热板的倾角问题
地面（或楼顶）
正午太阳高度角
热水器仰角
热水器集热板倾角和正午太阳高度角的关系为互余
热水器集热板倾角调整幅度和正午太阳高度变化幅度一致
热水器集热板倾角=该地与直射点的纬度距离。
（6）计算热水器安装角度：
应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，即太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。
例3.洛阳（112°E，35°N）一学生对太阳能热水器进行了改造（如图），把热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答1～2题。
2、 下列地区中，使用太阳能热水器效果最好的是（ ）
　A.海口 　　B.重庆
　C.拉萨 　　D.吐鲁番
1、9月23日，为使热水器有最好的效果，调节支架使热水器吸热面与地面的夹角为（ ）　　　
　　A.23°26′ 　　B.35°
　　C.66°34′ 　　D.55°
B
C
（4）计算热水器的安装角度：
某中学(360N，1130E)一学生对太阳能热水器进行改造如图所示，将热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答：
1．当地楼房影子最长时，为使热水器有最好的效果，调节活动支架，使热水器吸热面与地面的夹角为
A．23°26′ B．59°26′ C．66°34′ D．36°
2．当热水器的吸热面与地面夹角增到最大时，可能发生的是
A．天山雪线的位置最高 B．松花江流域河水封冻
C．印度洋洋流呈顺时针流动 D．罗马地区高温干燥
3.热水器吸热面与地面的夹角变化幅度为
A.36° B.23°26′ C.40° D.46°52′
⑥、利用正午太阳高度确定当地的地理经、纬度
例题 一位居住在北半球的中学生，在某一天观测太阳
高度的变化，当他在P点测到太阳高度最大值出现时，
刚好是“北京时间”12时40分，此时太阳高度角h为43 。
读图回答下列问题：
（1）在图中正确标出南、北方向注记；
（2）若当天为冬至日，这位中学生所
在的经纬度位置是___________
（3）若当天为春分日，这位中学生所
在的经纬度位置是___________
北
南
基本原理：立竿见影。在一天之内测量杆影的长短，最短影子出现是就是当地地方时12：00，可以算出经度，根据杆高和影长对比，计算正午太阳高度，可以算出纬度。或者，知道重要节气的正午太阳高度来计算纬度。
（2）判断所在的地区的纬度：
　图中四条曲线分别表示A、B、C、D四地，6月22日太阳高度的全天变化情况，据此判断下列各选项中，对四地纬度位置的说法与图示情况相符合的是（ 　 ）
①A.23°26′N　 B.46°52′N　 C.66°34′N　　D.90°N
②A.90°N B.66°34′N C.23°26′N D.0°
③A.0° 　　 B.23°26′N 　 C.90°N 　　D.66°34′N
④A.23°26′N　 B.46°52′N C.90°N 　　D.66°34′N
②
【练习】夏至日某地的正午H=66°34′，则该地的地理纬度是多少？
----0°纬线或46°52′N
⑦、室内光照面积大小与正午太阳高度的关系
正午太阳高度越大，室内阳光照射的面积越小
正午太阳高度越小，室内阳光照射的面积越大
黄道面
赤道面
地
轴
北极星
66。34’
23。26’
N
S
黄赤交角与五带范围的关系
热带: 有直射现象的地区
温带: 既无直射现象又无极昼夜
现象的地区
寒带: 有极昼极夜现象
北温带
南温带
北寒带
南寒带
二、昼夜长短的变化
观看视频演示，归纳昼夜长短的变化规律
2. 昼夜长短的变化规律
春分日3.21：太阳直射赤道，全球昼夜平分。
昼夜长短与所在的纬线昼弧与夜弧的长度有关。
晨昏线与经线重合
夏至日6. 22：太阳直射北回归线；北（南）半球昼最长（短），夜最短（长），北（南）极圈及其以北（南）地区出现极昼（夜）现象。
晨昏线与极圈相切
赤道上昼夜等长
秋分日9.23：太阳直射赤道，全球昼夜平分。
晨昏线与经线重合
冬至日12 . 22：太阳直射直射南回归线；北（南）半球昼最短（长），夜最长（短），北（南）极圈及其以北（南）地区出现极夜（昼）现象。
晨昏线与极圈相切
赤道上昼夜等长
探究活动
春分日3.21昼夜等长
夏至日
6.22
太阳直射点向北移，北半球昼长夜短；昼变长。
秋分日9.23昼夜等长
太阳直射点向南移，北半球昼长夜短；昼变短。
夏 半 年
冬至日
12.22
太阳直射点向南移，北半球昼短夜长；昼变短。
太阳直射点向北移，北半球昼短夜长；昼变长。
冬 半 年
夏至
北回归线
南回归线
=12h
=12h
>12h
秋分
春分
昼最长，纬度越高，昼越长，夜越短。北极圈及其以北地区出现极夜现象。
自主练习：一年内，北半球昼夜情况、昼夜变化情况。
<12h
赤道
昼变长夜变短
昼变短夜变长
>12h
冬至
昼变短夜变长
昼最短，纬度越高，昼越短，夜越长。北极圈及其以北地区出现极夜现象。
春分
昼变长夜变短
<12h
太阳直射点向北移动，北半球昼变长夜变短。
太阳直射点在北半球，北半球昼长夜短。
66.5°
66.5°
23.5°
23.5°
6
12
18
0
0
0°
90°N
90°S
24
6
12
18
24
夏至日
二分日
冬至日
课本活动
绘出冬至日、二分日昼夜长短的纬度分布。
分别计算南北极圈、南北纬40°、赤道夏至日、冬至日的日出时刻。
24时00分
14时51分
12时00分
09时09分
00时00分
课本活动
24时00分
14时51分
12时00分
09时09分
00时00分
赤道与晨线交点为6:00；同纬度数的 S昼=N夜，S夜=N昼
日出时刻=12-昼长/2 日落时刻=12+昼长/2
自主练习：判断节气
冬至日
三、四季与五带划分
1. 四季的形成
春
夏
秋
冬
正午太阳高度角大，白昼时间较长，所获太阳辐射能量多，气温较高
春季是冬季向夏季过渡的季节
正午太阳高度角小，白昼时间较短，所获太阳辐射能量少，气温较低
秋季是夏季向冬季过渡的季节
1、二十四节气
春分
立春
大寒
小寒
大雪
小雪
立冬
霜降
寒露
夏至
秋分
冬至
谷雨
清明
雨水
惊蛰
立夏
小满
芒种
小暑
大暑
立秋
处暑
白露
2、季节划分
立春
春分
大寒
小寒
大雪
小雪
立冬
霜降
寒露
夏至
秋分
冬至
谷雨
清明
雨水
惊蛰
立夏
小满
芒种
小暑
大暑
立秋
处暑
白露
天文四季：夏季：正午太阳最高，白昼最长的季节；
冬季：正午太阳最低，白昼最短的季节；
春秋为过度季节。
我国四季：以四立点为起点
欧美四季：以二至二分点为起点
冬季
秋季
春季
夏季
12
1
11
10
2
3
4
5
6
7
8
9
北方温带国家四季：
春季3、4、5；
夏季6、7、8；
秋季9、10、11；
冬季12、1、2
立春
春分
大寒
小寒
大雪
小雪
立冬
霜降
寒露
夏至
秋分
冬至
谷雨
清明
雨水
惊蛰
立夏
小满
芒种
小暑
大暑
立秋
处暑
白露
中国传统夏季
中国传统冬季
中国传统春季
中国传统秋季
欧美秋季
欧美冬季
欧美春季
欧美夏季
3、季节变化的原因
地球公转引起正午太阳高度和昼夜长短的变化
分析地球运行到近日点时，北半球正值隆冬季节的原因。
地球近日点获得的太阳辐射比远日点多6.5%；而此时正值北半球冬半年，北半球正午太阳高度小，昼短，比夏半年获得的太阳辐射少57%。
划分依据：理论上说，正午太阳高度越大的地区，单位面积获得的太阳辐射能量越多。由于正午太阳高度从直射点向两侧递减，导致地球表面不同纬度地区接受的太阳辐射能量不同，据此可将地球表面划分为五个热量带。
4. 五带的形成
黄赤交角的变化对五带的影响
交角增大
热带、寒带面积增大温带面积减少
交角减小
热带、寒带面积减小温带面积增大
黄赤
交角
假如黄赤交角变为30°
课本探究
计算拉美西斯二世生日至二分日登基的天数
每年的2月21日和10月21日这两天内，太阳照耀石像的时间是否会持续很久？
归纳总结
1、春秋分全球昼夜平分。
2、夏（冬）至日北半球昼最长（短），纬度越高，昼越长（短），北极圈以北地区出现极昼（夜）现象；南半球相反。
3、太阳直射点直射的半球昼长夜短。
4、太阳直射点移向的半球昼变长；远离的半球昼变短。
5、极昼（夜）范围变大由极点开始；缩小由极圈开始。
6、晨昏线与经线重合为两分日；与极圈相切为两至日。
7、赤道永远昼夜平分，昼=夜=12小时。
8、赤道与晨线的交点是6：00；赤道与昏线的交点18：00。
9、太阳直射点纬度与首日极昼（夜）纬度互余。
归纳总结
自转速度
自转周期
自转方向
正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
四季的更替
地球公转
地球公转地理意义
黄赤交角及其影响
地球公转
黄赤交角的本质：地球（地轴）倾斜
黄赤交角
太阳直射点的南北移动
正午太阳高度变化
昼夜长短
变化
四季的形成
五带的划分
(2008·全国卷Ⅱ)下图示意不同纬度四地白昼长度变化。据此完成9～11题。
9.若该图表示上半年a、b两月(a月早于b月)，则①②③④四地纬度依次是
A.66.5°N、66°N、40°N、40°S
B.66.5°S、66°S、40°S、40°N
C.66.5°N、66°N、0°、40°S
D.66.5°S、66°S、0°、40°N
10.根据图中各地的白昼长度变化可知
A.a月内①～④各地的夜长均长于昼长
B.b月内①～④各地的昼长均长于夜长
C.③地较②地昼夜长短的年变幅大
D.③地与④地之间的某一纬度上昼夜长短变化为零
A
D
11.①地在a月与b月的平均昼长变化Pa与Pb的关系应符合（ ）
A.0＜Pa/Pb＜1 B.Pa/Pb＝0
C.Pa/Pb＝1 D.Pa/Pb＞1
A
例1下图是某地地下室采光示意图，①②③箭头分别代表该地二分二至日正午太阳光线照射情况，通过朝南的反光镜的角度调节，可以保证室内获得充足的光线。据此完成1～3题。
1．该地位于 （ ）
A．热带 B．北温带 C．南温带 D．北寒带
2．当阳光如②所示照射时，恰好北京时间
为14时，则该地的经度是 （ ）
A．700E B．300W
C．900E D．1500E
3．当阳光照射如③所示时，
下列叙述正确的是（ ）
A．海口市旗杆的影子开始变大
B．我国各地区昼达到一年中最小值
C．北京市民可以观察到正午时太阳高度为一年中最大
D．地球公转速度达到一年中最快
B
B
C