2019-2020年高中地理 第三节 地球的运动知识精讲 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中地理 第三节 地球的运动知识精讲 新人教版必修1知识梳理1.地球运动的一般特点 （1）自转运动 地球自转的方向：自西向东。 地球自转的周期：以遥远的恒星为参考点的一日时间长度为23时56分4秒，称一个恒星日；以太阳为参考点的一日时间长度为24小时，称太阳日。 地球自转的速度：包括自转的线速度和角速度。 （2）公转运动 地球公转的方向是自西向东。 地球公转的轨道为接近正圆的椭圆，太阳位于一个焦点上。 地球1月初位于近日点附近，公转速度较快；7月初位于远日点附近，公转速度较慢。 地球公转的周期是一年，天文学上所说的回归年长365日5时48分46秒。2.地球自转的地理意义 （1）产生昼夜交替 由于地球的自转，地球不发光、不透明，在同一瞬间，地球只有一半面向太阳，向阳的半球形成白天，背阳的半球形成黑夜，昼夜不断交替。 （2）产生时差 地方时：因经度不同而不同的时刻，称为地方时。 （3）使地表水平运动的物体发生偏转3.地球公转的地理意义 （1）地球公转的轨道平面与地球的自转平面之间的夹角叫黄赤交角，目前的角度是2326。它的存在造成了太阳直射点在南北回归线之间往返移动。 （2）正午太阳高度的变化：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，从而引起正午太阳高度的大小随纬度和季节作有规律的变化。 （3）昼夜长短的变化：当北半球夏半年时，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，北极地区出现极昼现象。夏至日北半球各地昼长达一年的最大值，极昼范围也达最。 （4）四季的更替：地球上各地昼夜长短和正午太阳高度随时间的变化，造成地球表面的季节更替。疑难突破1.地球运动的一般特点 剖析：地球的运动包括自转运动和公转运动两种基本形式。地球绕其自转轴的旋转运动，叫做地球自转。地球绕太阳的运动，叫做地球公转。地球运动的一般特征可以从运动的方向、运动的周期和运动的速度等三个方面来说明。对于地球的自转和公转，在学习时可利用比较法，通过对比加深认识。如表1-4所示。自转公转概念地球绕地轴的旋转运动地球绕太阳的运动方向自西向东；从北极上空看，呈逆时针转动自西向东；从北极上空看，呈逆时针转动周期恒星日：23时56分秒太阳日：24小时恒星年：365天6时9分20秒回归年：365天5时48分46秒速度角速度除南北极点外都一样；15/小时近日点快，远日点慢线速度从赤道向两极逐渐减小近日点大，远日点小2.地球自转产生昼夜交替 剖析：（1）昼夜产生原因和昼夜更替原因的区别：昼夜的产生是因为地球是一个不发光、不透明的球体，在同一瞬间，地球只有一半面向太阳，向阳的半球形成白天，背阳的半球形成黑夜。由于地球的自转产生了昼夜的更替。如果没有地球的自转，也会有昼和夜，只是没有通常意义的以一个太阳日为周期的昼夜更替。 （2）昼夜更替的周期和地球自转的周期不同：昼夜更替的周期是一个太阳日，时间是24小时，此间地球自转36059，是我们日常生活中使用的一天的时间；而地球自转的周期是一个恒星日，时间是23小时56分4秒，地球自转恰好360，恒星日多用于科学研究。之所以一个太阳日比一个恒星日长3分56秒，原因是地球在自转的同时还绕日公转，一个太阳日比一个恒星日地球多自转59，时间也就多出了3分56秒。3.地球自转与时差 剖析：由于地球自西向东自转，同纬度地区的不同地点见到日出的时刻就会有早晚，相对位置偏东的地点，要比位置偏西的地点先看到日出，时刻较早。这样就有经度不同而不同的时刻，产生地方时。经度每隔15，地方时相差1小时，每一经度相差4分钟。同一经线上的各地，地方时相同。 国际上按统一标准划分时区，全球共划24个时区。从0经线开始，东经和西经各取7.5，组成零时区（中时区），然后依次往东、往西每隔15划分一个时区，分别是东一区和西一区。东十一区和西十一区各占7.5，共同组成东西十二时区。 为了避免日期的混乱，国际上规定，把东西十二区之间的180经线作为国际日期变更线，简称日界线。经过日界线时要更换日期，时刻保持不变。为了考虑到行政管理上的便利，日界线并不严格地指180经线。而是由北极沿180经线，折向白令海峡，绕过阿留申群岛西边，经萨摩亚、斐济、汤加等群岛之间，由新西兰东边再沿180经线直到南极。北京时间并不是北京地方时，而是东经 120地方时，也就是距离北京以东约340千米处的地方时间。因为北京离120经线很近，而且北京是我国的首都，所以很自然地以东经120地方时为我国的标准时间。人们给它取个名字叫“北京时间”。4.正午太阳高度的变化规律 剖析：正午太阳高度的变化有随时间和空间变化的规律。 （1）正午太阳高度的纬度变化 （2）正午太阳高度的季节变化表1-5时间直射纬线规律夏至日北回归线北回归线以北的地区，正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球的各纬度达到一年中的最小值冬至日南回归线南回归线以南的地区，正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球的各纬度达到一年中的最小值春秋分日赤道赤道上达到一年中的最大值，其他地区介于冬（夏）至日的之间5.昼夜长短的变化规律 剖析：昼夜长短的变化规律与正午太阳变化有相似之处，但又不同。昼夜变化是以南半球或北半球作为一个整体，在同一个半球中，变化的趋势是相同的，不同的是变化的幅度。纬度越高，变化幅度越大，到达极圈内，就有了极昼或极夜现象，南北极点则变化最大，分别是连续半年极昼和半年极夜，也就是说在南北极点上，太阳每年只有一次日出和日落现象。不同地区和时间的昼夜长短变化规律如表1-6所示。表1-6 不同地区和时间的昼夜长短变化规律时间（日 期）北半球夏半年（南半球冬半年）3月21日6月22日9月23日太阳直射点及移动方向赤道北回归线赤道昼夜长短变化北半球昼夜等长昼越来越长最长越来越短；夜越来越短最短越来越长南半球昼越来越短最短越来越长；夜越来越长最长越来越短时间（日期）北半球冬半年（南半球夏半年）9月23日12月22日3月21日太阳直射点及移动方向赤道南回归线赤道昼夜长短变化北半球昼夜等长昼越来越短最短越来越长夜越来越长最长越来越短南半球昼越来越长最长越来越短夜越来越短最短越来越长6.四季的形成以及四季更替的纬度差异 剖析：四季的形成主要是正午太阳高度和昼夜长短的不同导致热量的时空差异造成的。如表1-7所示。表1-7 四季的形成四季形成（北半球）夏至日及附近冬至日及附近春秋分为冬夏季节的过渡时期 不同纬度正午太阳高度和昼夜长短变化的幅度大小差异很大，导致热量变化幅度差异很大，有些地方变化大，季节变化就明显，有些地方季节变化就不明显。如表1-9所示。表1-9 四季更替的纬度差异纬度带太阳高度昼夜长短获得太阳辐射季节变化低纬度终年较大变化不大最多全年皆夏中纬度变化最大变化较大变化最大四季分明高纬度终年很小变化很大较少全年皆冬问题探究 问题1 无论是城镇，还是农村，安装使用太阳能热水器的家庭越来越多。有一家太阳能热水器厂家宣传自己的太阳能热水器设计是黄金角度，安装后可以大大提高太阳能的利用率。小亮的父母听了广告宣传便购买安装了一台，结果小亮学习了本节知识后，回家对父母说，这个太阳能热水器厂家的广告有夸大宣传的嫌疑。 你认为小亮说法有道理吗？小亮这样说的依据是什么？ 探究：要提高太阳能热水器的集热效率，热水器集热板的倾角大小是非常重要的因素。而集热板的倾角大小与太阳高度角关系密切，它与太阳高度角之间是互余的关系。 因此，太阳能热水器的安装角度，即集热器的倾角不是固定的，而是因地点不同（纬度不同）、季节不同而不同，不可能有一个固定的黄金角度。最好的太阳能热水器的安装角度是可调的，随着地点不同（纬度不同）、季节不同而调节。在现实生活中，太阳能热水器的安装角度一般不能随意调节，因为随意调节一是增加成本，二是也增加了易损性，所以一般是固定的角度。考虑到冬季热水需用量大，水温低，太阳辐射弱，夏季水温又太高，故应尽量照顾冬天的角度。 问题2 有一句诗说“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”，表达了诗人宽阔博大的胸怀。诗人所说的“坐地日行八万里”可能吗？ 探究：地球自转是一种球体的旋转，它的自转速度可分为线速度和角速度两个方面。要比较地球上两点的自转速度，首先要搞明白什么是线速度和角速度。所谓球体的线速度就是指球面上一点在单位时间内转过弧的长度；角速度是指球面上一点在单位时间内转过的弧度。其次是弄清楚自转线速度和角速度在全球的分布规律。角速度除两极点外，全球均等，都是每小时15，每4分钟1；纬度不同，线速度不一样，赤道的线速度最大，自赤道向两极递减；两极点既无线速度，也无角速度。赤道上的自转线速度是每小时1 670千米，赤道周长约4万千米；一天地球自转一周，基本符合“坐地日行八万里”。典题精讲例1有关地球自转速度的叙述，正确的是（ ）A.南极洲的长城考察站、开普敦、北京三地点地球自转的角速度相同B.海口、广州、北京、哈尔滨四地的地球自转线速度依次增大C.南北纬30处，地球自转线速度均为赤道处的一半D.南北极点无线速度，角速度为15小时思路解析：除极点外，地球上任何地点的自转角速度相同，均为15/小时，而地球自转的线速度，则因纬度而不同，随纬度的增高逐渐减小。南北纬60处，约为赤道地区的一半；海口、广州、北京、哈尔滨四地纬度逐渐增高，线速度应依次减小；在南北极点，既无角速度，也无线速度（线速度、角速度均为0）。答案：A例2当伦敦为中午12时（ ）A.美国处于黑夜，中、印、日三国都处于白天B.美国处于白天，中、印、日三国都处于黑夜C.中、印、日三国的日期比美国早一天D.中、印、日、美四国的日期相同思路解析：已知甲地的时间，求乙地的时间。乙地的时间=甲地的时间（1小时甲、乙两地所在时区的区时差）。（当甲地所在时区对应的整数小于乙地所在时区对应的整数时，用“+”号；反之，用“-”号）当伦敦为中午12时，美国时间（西五区）=12-1小时0-（-5）=12-5=7时。 中国时间（东八区）=12+1小时（8-0）=20时。 印度时间（东五区）=12+1小时（5-0）=17时。 日本时间（东九区）=12+1小时（9-0）=21时。答案：D知识导学 地球的自转是球体的旋转，其运动规律包括方向、周期、速度三个方面。 地球运动包括自转和公转两种方式，由于二者的相关知识比较类似，故可采取列表对比的方法来归纳、学习。 自转的地理意义可以结合一些实例来加深理解，如太阳的东升西落、世界杯体育比赛时间与北京时间的差异、水流的旋涡方向等。 学习地球公转的意义时，应先通过绘制“黄赤交角示意图”理解其形成原理；理解太阳直射点的回归运动、正午太阳高度和昼夜长短的时空变化规律；最后理解四季和五带的形成。疑难导析 地球的自转运动和公转运动是地球的两种基本的运动形式。无论自转还是公转都符合物理学上圆周运动的规律，都可以从方向、周期、速度等方面进行描述。所不同的是自转运动和公转运动由于所取的参照物不同，所得出的周期而有差异。如自转周期一个太阳日比一个恒星日长3分56秒的原因就是：地球在自转的同时还绕日公转，一个太阳日比一个恒星日地球多自转59，时间也就多出了3分56秒。 判断晨线和昏线的方法主要有以下几种。 （1）自转法：顺地球自转方向，由昼半球过渡到夜半球的线是昏线；由夜半球过渡到昼半球的线是晨线。 （2）时间法：晨昏线与赤道的交点和与某一纬线（极圈）的切点，它们的时间是固定的，晨线与赤道的交点为6时，昏线与赤道的交点为18时，晨昏线与某一纬线（极圈）的切点为0时（24时）或12时，据此也可以判断晨线还是昏线。 （3）昼夜半球法：昼半球东为昏线，西为晨线；夜半球东为晨线，西为昏线。 在单位换算中，如果涉及到带有小数点的数值，不仅使计算麻烦，而且由于四舍五入，会使最终结果与实际值有很大差别。最好的办法是：尽量避免使用除法，同级单位应分别换算，化整为零。如两地经度差为507，求两地时差，有两种算法： 第一种方法：50750.12，则时差为：50.1215/小时3.34小时=3小时20分24秒。 第二种方法：根据每小时、每4分钟、每4秒钟分别相差15、1、1的关系，可把度、分、秒等对应换算成小时、分钟和秒钟，即50=315+5换算为3小时20分钟，7换算为28秒钟，共3小时20分28秒。 显然第二种方法比第一种方法既快又准。 太阳直射点所在纬线是正午太阳高度最大处，从该线向南北两侧递减；离太阳直射点所在纬线越远，正午太阳高度就越小。在南北回归线之间，每年都有太阳直射的机会，所以要特别注意该区域的变化情况。 在学习正午太阳高度角的变化规律时，可以通过绘制示意图帮助理解： （1）正午太阳高度的纬度变化图1-6（2）正午太阳高度的季节变化图1-7 光照图的判读 （1）判断南北极 通常用于俯视图，判断依据为：从地球北极点看地球的自转为逆时针，从南极看为顺时针。 （2）判断节气，日期及太阳直射点的纬度 晨昏线过极点（或与一条经线重合），太阳直射点是赤道，是春秋分日；晨昏线与极圈相切，若北极圈有极昼现象为北半球的夏至日，太阳直射点为北纬2326，若北极圈有极夜现象为北半球的冬至日，太阳直射点为南纬2326。 （3）确定地方时 在光照图中，太阳直射点所在的经线为正午12时，晨昏线所包围的白昼部分的中间经线为12时，晨线与赤道交点经线的地方时为6时，昏线与赤道交点经线为18时，依据每隔15，时间相差1小时，每1相差4分钟，先计算两地的经度差（同侧相减，异侧相加），再转换成时间，依据东加西减的原则，计算出地方时。 （4）判断昼夜长短 求某地的昼（夜）长，也就是求该地在纬线圈上昼（夜）弧的长度，这个长度也可由昼（夜）弧所跨的经度数来推算。 四季的划分是一种实践，它与具体生产、生活实际密切相关，我们可以通过下面表格来了解三种划分方法，见表1-8。表1-8 四季划分表我国传统天文划法传统划法气候划法一般划法春季春分夏至立春立夏候均温10223、4、5月夏季夏至秋分立夏立秋候均温22 以下6、7、8月秋季秋分冬至立秋立冬候均温1022 9、10、11月冬季冬至春分立冬立春候均温10 以上12、1、2月问题导思 这是一道与生活实际密切联系的探究题，它所用到的知识包括正午太阳高度的分布规律，也用到正午太阳高度的计算、要求我们能够通过该题进行一定的思维拓展，如与此有关的还有楼间距的计算，门窗高度设置、温室设置等。 首先可以复习角速度与线速度的区别，然后总结角速度与线速度在球面上的分布规律，再将这部分知识迁移到地球仪上，用于考查地球自转的运动。典题导考黑色陷阱：这类题要求对地理基础知识准确把握。如果掌握得不够准确或者对知识模棱两可，就会被干扰项所迷惑，导致错选。典题变式：关于地球自转速度的叙述，正确的是（ ）A.任何地点的地球自转角速度都一样 B.赤道既无角速度，也无线速度C.地球自转线速度自赤道向两极递减 D.两极点只有角速度，无线速度答案：C绿色通道：关于区时和区时的计算这类题，既是难点内容，又是综合科目中考查的重点内容。通过巧用数学知识，可以轻松地化解这一难点。典题变式：美国东部时间（西五区）2月1日上午9时10分，美国老王通过网络给小王发出拜年的短信，20分钟后小王收到短信，小王收到短信时北京时间是 （ ）A.2月1日19时10分 B.2月1日22时30分C.2月2日22时30分 D.2月1日22时10分答案：B