1.1地球的自转和公转（共50张ppt）

(共50张PPT)
第一节
地球的自转和公转
第一章 地球的运动
课程标准
1．结合实例,说明地球运动的地理意义。
学习目标
1．结合相关示意图,说出地球自转的方向、周期、速度。
2．结合相关示意图,说出地球公转的方向、轨道、周期、速度。
3．说明黄赤交角的形成，理解黄赤交角及其影响。
4．结合太阳直射点的移动轨迹示意理解太阳直射点的回归运动。
新课导入
2011年11月一个晴朗无月的夜晚，在中国科学院国家天文台兴隆观测站，拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长6小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片。
【材 料】
【思考题】
1、为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近作圆周运动
2、北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系
1、为什么照片上的恒星会呈现出这样的运动轨迹？
恒星相对于地球可看作是固定不动的，由于地球自转，照相机也跟着地球转动，结果恒星看似在围绕北极星做圆弧形运动。
北极星附近星辰运动轨迹
地轴的空间位置基本不动（演示），北端总是指向北极星附近。以北半球为准，北极星的仰角=当地的纬度。（即北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高）
南半球看不到北极星。
赤道地区，北极星在正北的地平线上。
北极星是看起来在天空中唯一不动的天体，日月星辰呈逆时针方向旋转成一系列同心圆。
地轴与北极星
在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。
1． 据图判断，摄影师拍摄的地点位于（）
A．低纬地区 B．中纬地区 C．北极附近 D．南极附近
2． 图中a恒星视运动转过的角度约为50°，连续拍摄的时间为（）　
A．1个多小时 B．3个多小时 C．5个多小时 D．7个多小时
1、解析：很显然，观测北极星的仰角小于30度，所以拍摄的地点位于低纬地区。答案：A
2、解析：由于地球自传，日月星辰转动一周大概需要24小时，即3个小时转动45度。所以连续拍摄时间是3个多小时。答案：B
1.地球基础
地球的形状：地球是一个赤道略鼓、两极稍扁的球体。
赤道周长4万千米（8万里）
平均半径6371千米
赤道半径6378千米
极半径6357千米
表面积：5.1亿平方千米
一、地球的自转
地球仪——经线、纬线、经度、纬度
纬线、纬度 经线、经度
含 义 与地轴垂直，并环绕地球一周的圆圈 连接南北两极，且与纬线垂直相交的半圆
形 状 圆 半圆
指示方向 东西方向 南北方向
长度特征 不等长（赤道最长，向南北两极逐渐缩短，最后为一点） 等长
两线间距 相等 赤道之间最大， 向南北两极缩小，最后相交一点
度数起点线 赤道（0°纬线） 本初子午线（0 经线）
0°的确定 最长的纬线圈，距南北两极相等 经过英国伦敦格林尼治天文台原址的经线
度数的划分 自赤道向南、北各划分90 。 低纬度：0 ~30 ，中纬度：30 ~60 ，高纬度：60 ~90 自本初子午线向东、西各分作180
度数的变化规律 由赤道分别向南、北两极递增到90 自0 经线分别向东、西递增到180
度数的代号 赤道以南为南纬S，赤道以北为北纬N 0 经线以东为东经E，0 经线以西为西经W
半球的划分 赤道把地球分为南半球、北半球 20 W,160 E的经线圈把地球分为东半球、西半球
总结：纬线、纬度，经线、经度
2.地球自转的概念
地球绕其自转轴的旋转运动，叫作地球的自转。地球的自转轴叫地轴（为假想轴，并非真实存在），其北端始终指向北极星附近。
注意：北极星的高度=观察者所在纬度（只限北半球）。
3. 方向
侧视：自西向东（不管什么视角，箭头都是自西指向东）
俯视：从北极上空看：呈逆时针方向旋转，如图甲所示
从南极上空看，呈顺时针方向旋转，如图乙所示
③ 东经度增大的方向，西经度减小的方向即为地球自转方向。
4. 周期
地球绕其自转轴旋转一周的时间（一天）
选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同
地球自转的周期的类型：太阳日、恒星日
名称 参照物 旋转角度 时间 应用价值
_____ 距离地球遥远的同一颗恒星 360° 地球自转真正周期；
科学研究
_____ 太阳 360°59′ 昼夜交替的周期；用于平常所说的一天
恒星日
23小时
56分4秒
太阳日
24小时
一、地球的自转
（三）自转周期
恒星日 遥远恒星 23h56’4’’ ____ 自转真正周期
太阳日 太阳 360°59′ 日常所用（昼夜交替周期）
360°
24h
恒星离地球过于遥远，地球在公转轨道上的较短位移引不起我们看恒星的视觉变化，感觉该恒星总在地球的同一个位置。
5. 速度
一天内随地球所自转过的角度/一天时间
极点角速度=0°/h，非极点角速度=15°/h
计算：
除极点为0外，地球上任何一点的角速度都相等，为15°/h。
角速度：地球表面单位时间内转过的角度
[极点=0°/24h，非极点=360°/24h]
15° /h
15° /h
15° /h
1670 km/h
1447 km/h
837 km/h
北极
南极
60 N
30 N
赤道
。
。
地心
N
S
A
A′
B
B′
C
C′
大小：
地球自转的速度可以用角速度和线速度来描述。
360°
23时56分4秒
15 °
小时
≈
=
1°
4分钟
≈
极点线速度=0，非极点线速度=该地所在纬线圈长度/24h
计算：
由赤道向南北两极递减，60度纬线大约为赤道的一半
不考虑海拔的情况下，由赤道向两极递减，赤道最大（1670km/h），两极为0。
15° /h
15° /h
15° /h
1670 km/h
1447 km/h
837 km/h
北极
南极
60 N
30 N
赤道
。
。
地心
N
S
A
A′
B
B′
C
C′
[极点=0°/24h，非极点=该地所在纬线圈长度/24h]
一天内地球所自转过的路程/一天时间
大小：
线速度：做圆周运动的物体，单位时间转过的距离（弧长）
公式：v =
(r=Rcos)
A2
A1
O
影响线速度大小的因素：
①纬度
②海拔
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
地球自转线速度大小的应用
地球自转等线速度分布示意图
1447 km/h
837 km/h
A
B
1、判断南北半球：
2、判断纬度带：
3、判断地势高低：
若某地的地球自转等线速度凸向低处，说明此地区线速度比同纬度其他地区大，即地势较高，
eg：A可能为山地、高原；
若某地的地球自转等线速度凸向高处，说明此地区线速度比同纬度其他地区小，即地势较低，
eg：B可能为谷底、盆地。
由南到北线速度越来越大为北半球；越来越小为南半球。
0~837km/h→高纬度；
837km/h~1447km/h→中纬度；
1447km/h~1670km/h→低纬度。
【小结】地球的自转速度特征
线速度：自赤道向两极递减，赤道上线速度约为1670km/h，同一纬线上，海拔越高，线速度越大。60°纬线上的线速度约为赤道的一半
角速度：除极点外，各处角速度相等，为15°/h
南北极点既无角速度也无线速度
思考:发射航天器为什么在低纬度和高海拔地区地区比较合适 一般向哪个方向发射 为什么
提示:低纬度和高海拔地区自转线速度大，地球自西向东自转，在低纬度地区向东发射可获得较大的初速度，节省燃料。
航天发射基地应选择：低纬度、海拔高地区，并向东发射。
气象条件
晴天多，阴雨天气少，利于发射和跟踪
纬度因素
纬度低，自转线速度大，可节省燃料和成本
地势越高，地球自转线速度越大；地势平坦开阔，利于跟踪观测
地势因素
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
交通因素
内外交通便利，利于大宗物资运输
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
自转速度的应用————航天发射基地选址
自转速度的应用————航天发射基地选址
酒泉卫星发射基地
太原卫星发射基地
西昌卫星发射基地
文昌卫星发射基地
从地球自转速度，思考海南文昌卫星发射中心和其它几个发射中心相比有什么突出优势？
文昌还有哪些优势？
临海，海运便利，便于基地建设和设备运输；海面上人口稀少，对人员危害小。
纬度最低，能获得最大额外初速度。
从纬度和海拔来讲，航天中心应建在纬度较低、海拔较高的地方，以获得额外的较大初速度，增加载荷和节省燃料。
总结：
二、地球的公转
1.地球公转的概念
地球绕太阳为中心进行公转，公转轨道是接近于正圆的椭圆。
特点：①地轴是倾斜的，且方向始终不变
②北极一直指向北极星
2.方向
自西向东；
从北极上空看，呈逆时针方向绕日公转, 与自转方向一致。
从南极上空看，呈顺时针方向绕日公转。
3.周期
周期 恒星年 回归年
参照物
时间长度
角度
性质
用途
其他恒星
365日6时9分10秒
真正周期
太阳
365日5时48分46秒
假周期
360°
天文研究
稍小于360°
日常生活
恒星年是指地球绕太阳一周实际所需的时间间隔，时间为365日6时9分10秒，是地球公转的真正周期。
回归年：太阳连续两次通过春分的时间间隔，时间为365日5时48分46秒，即我们平时所说的一年。
为什么我们总感觉冬天比夏天要过的快呢
4.速度
注意：公转速度随着地球与太阳的距离变化而变化，距离越近，公转速度越快；反之，则公转速度越慢。
（1）轨道形状：近似正圆的椭圆，太阳位于椭圆焦点之一上。
（2）公转速度
平均角速度：59′/日，约为1o/日。因为地球绕日公转一周360o需要的时间大约为365日。
平均线速度：约30千米/秒。
（1月初）
（7月初）
越来越慢
越来越快
远日点
时间：（7月初）
日地距离：1.521亿km
角速度：57’/d
线速度：29.3km/s
公转速度：最慢
时间：（1月初）
日地距离：1.471亿km
角速度：61/d
线速度：30.3km/s
公转速度：最快
开普勒第二定律
开普勒行星运动第二定律，也称等面积定律，指的是太阳系中太阳和运动中的行星的连线，在相等的时间内扫过相等的面积。
知识补充
公转速度：V1＞V2＞V3
S1=S2=S3
地球的公转
春分
夏至
秋分
冬至
近日点
1月初
远日点
7月初
速度最快
速度最慢
逐渐变慢
逐渐变慢
地球绕太阳公转位于近日点时速度（包括线速度和角速度）最快；远日点时最慢。
为什么我们总感觉冬天比夏天要过的快呢
春分点和秋分点把地球公转轨道等分为两部分。通常年份，北半球夏半年（自春分日至秋分日）的日数是186天，冬半年（自秋分日至次年春分日）的日数是179天。造成这种日数差异的原因是什么？
地球绕日公转的速度随日地距离不同而略有变化。北半球夏半年，地球运动至离太阳较远的位置，公转速度较慢，用时长（186天）；而北半球冬半年，地球运动至离太阳较近的位置，公转速度较快，用时较短（179天）。故夏半年比冬半年天数多。
运动 特征 自转 公转 绕转中心 地轴 太阳 方向 自 西 向 东 北极上空：逆时针 自西向东 北极上空：逆时针
南极上空：顺时针 南极上空：顺时针
周期 恒星日（23时56分4秒） 恒星年（365日6时9分10秒） 速 度 角速度 极点为0，其余各地为15°/h 近日点（1月初）快、 远日点（7月初）慢 线速度 由赤道向两极递减，极点为0 地球自转和公转的一般规律
课堂小结：
三、自转和公转的关系——黄赤交角及其影响
地球自转的同时也在围绕太阳公转
过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面，地球公转轨道平面称为黄道平面
赤道平面与黄道平面之间存在一个交角，叫作黄赤交角，目前的黄赤交角是23° 26'
1.黄赤交角的含义
2.黄赤交角的特点
一轴
地轴
两面
黄道平面与赤道平面
“一轴两面三角度三不变”
三角度
黄道平面和赤道平面的交角为23°26′
地轴与黄道平面的夹角为66°34′
地轴与赤道平面的夹角为90°
南北极圈的纬度数与黄赤交角互余；极圈度数＝90°—黄赤交角度数；
黄赤交角与热带、寒带同向变化，温带异向变化。
三不变
地轴的指向；黄赤交角大小；运动方向
当前黄赤交角的度数是23°26′。但是，从大的时间尺度来说，黄赤交角不是一成不变而是会发生变化的。那么：如果黄赤交角度数发生变化，地球表面五带的范围会不会变化？怎么变？
假如黄赤交角变为300
23°26′
23°26′
66°34′
66°34′
60°
60°
30°
30°
热带范围变大
寒带范围变大
寒带范围变大
温带范围变小
温带范围变小
变大：
直射范围变大，热带和寒带变大，温带变小。
变小：则相反。
变为0：太阳永远直射赤道，五带消失、季节变化消失。
3.黄赤交角的影响
黄赤交角的大小决定了太阳直射点的移动范围（太阳直射点在南北回归线之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动）。
黄赤交角的度数
＝南北回归线的度数
＝太阳直射点能达到的最北、
最南纬度数。
由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的不同位置，太阳直射点的位置是有变化的。
黄赤交角及其影响
A
C
B
D
冬至
12月22日
春分
3月21日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
黄赤交角及其影响
春分
秋分
冬至
冬至
春分3.21
夏至6.22
秋分9.23
冬至12.22
冬至
南回归线
北回归线
赤道
23.5°N
23.5°S
次年春分
北半球夏至日(6月22日前后)，太阳直射北纬23° 26′，北极圈有极昼现象，南极圈极夜；之后太阳直射点逐渐南移。
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
夏至日
(6月22日前后)
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
秋分日(9月23日前后)，太阳直射点在赤道，全球昼夜平分；
太阳直射点逐渐南移。
秋分
9月23日前后
春分日
(3月21日前后)
北半球冬至日(12月22日前后)，太阳直射南纬23° 26‘，北极圈出现极夜现象，南极圈极昼。之后，太阳直射点逐渐北返。
冬至日
(12月22日前后)
秋分
9月23日前后
春分日(3月21日前后)，太阳直射点在赤道，全球昼夜平分。
之后，太阳直射点逐渐北移。
春分日
(3月21日前后)
太阳直射点回归运动
太阳直射点在南、北纬23° 26‘之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。
北纬23°26′称为北回归线，南纬23°26’称为南回归线；
太阳直射点回归运动的周期就是一个回归年。
先根据地轴倾斜方向，结合太阳直射点所在的半球判断夏至和冬至的位置, 然后根据地球公转方向, 判断春分和秋分点的位置。
(1) 若图:太阳位于椭圆轨道的中心
冬至日
（12月22日前后）
夏至日
（6月22日前后）
春分日
（3月21日前后）
秋分日
（9月23日前后）
近日点（1月初）
远日点（7月初）
探究点：区别近远日点与二分二至日
先判断近日点和远日点，然后根据地球公转的方向，判断春分和秋分点的位置。夏至和冬至的位置可根据远日点和近日点的时间并结合地球的公转方向判断。
(2) 若图: 太阳位于椭圆轨道的焦点
u
u
冬至日
夏至日
活动：绘制太阳直射点回归运动示意图
按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹:
1.在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线；
2.在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点；
3.结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。
23 26 N
0
23 26 S
春分(3月21）
夏至（6月22）
秋分（9月23）
冬至（12月22）
次年春分
太阳直射点在地表移动示意图
读图回答：
1.南北回归线之间的地区一年有几次太阳直射？
2.南北回归线上一年有几次太阳直射？
3.北回归线以北，南回归线以南地区一年有几次太阳直射？
两次
一年一次
没有太阳直射
课堂小结
地球的自
转和公转
自转
公转
地轴
方向
周期
速度
轨道
方向
周期
速度
黄赤交角
太阳直射点的移动
冬至日的判读
课堂训练
1．北京和上海两地的自转线速度和角速度相比较，叙述正确的是（ ）
A．两地的角速度和线速度都相同
B．两地的角速度和线速度都不相同
C．两地的角速度相同，线速度上海较大
D．两地的线速度相同，角速度上海较小
2．下列节日中，地球公转速度最快的是（ ）
A．元旦 B．建军节
C．国庆节 D．教师节
课堂训练
下图所示照片是摄影师在夜晚采用连续曝光技术拍摄的。照片中的弧线为恒星视运动轨迹。据此完成
3．若图中的中心天体P为北极星，下列说法正确的是(　 )
A．该照片拍摄于南半球中纬度地区
B．该照片是地球公转的反映
C．照片中的恒星呈顺时针方向运动
D．照片中的恒星呈逆时针方向运动
4．若A恒星视运动转过的角度约为30°，估测这张照片的曝光时间可能是( 　)
A．30分钟 B．60分钟 C．120分钟 D．24小时
D
C
随堂巩固
2021年7月23日～8月8日第32届夏季奥林匹克运动会在东京举行。下图示意地球公转的二分二至日轨道位置。读图完成1-2题。
1．本届奥运会期间，地球在公转轨道上
的位置最可能位于（ ）
A．①→②　　 B．②→③
C．③→④ D．④→①
2．开幕式这一天，太阳直射点所在半球、移动方向和地球公转速度的描述正确的是（ ）
A．北半球　北移　渐快 B．南半球　北移　渐慢
C．北半球　南移　渐快 D．南半球　南移　渐慢
随堂巩固
读地球赤道面与公转轨道面示意图，完成
3.图中代表黄赤交角的数字是(　)
A．① B．② C．③ D．④
4.若黄赤交角变为22°，则(　)
A．极圈与极点的差值变大
B．极圈与回归线的差值变小
C．回归线的纬度数值变小
D．太阳直射的移动范围变大
读地球赤道平面与公转轨道面示意图,完成第5~6题。
5.图中代表黄赤交角的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
6.目前黄赤交角的度数是(　　)
A.23°34' B.23°26’ C.36°26’ D.66°34'
下图为太阳直射点周年变化示意图。读图,完成第7~8题。
7.当太阳直射点移动到D位置时,北半球将迎来的节气是 (　　)
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
8.2020年10月1日这一天,太阳直射点应该在图中的(　　)
A.A和B之间 B.B和C之间 C.C和D之间 D.D和A'之间
A
D
B
C
随堂巩固