必1第一章宇宙中的地球 第三节
1-3 地球的运动
教学设计
教学目标：
- 了解地球的自转、公转的概念及其方向、周期、轨道、速度等。
- 理解黄赤交角的形成及其导致的太阳直射点的回归运动规律。
- 理解地球自转和公转的地理意义。
- 树立宇宙是运动的、运动和静止是统一的辩证唯物主义宇宙观。
教学重点：
- 地球自转和公转的方向、周期、速度。
- 太阳直射点的回归运动。
- 地球自转和公转的地理意义。
教学难点：
- 地球自转和公转的关系。
- 太阳直射点的回归运动。
- 地方时的计算。
- 水平运动物体方向偏移对地理环境的影响。
- 正午太阳高度角的变化。
- 昼夜长短的变化。
- 季节更替。
教学用具：
多功能地球仪、普通地球仪、多媒体投影仪。
教学过程：
师：宇宙中的任何物体都是处于不断运动之中的，我们的地球也不例外。地球的运动方式是多种多样的，其中最主要的运动方式就是自转和公转。关于地球的自转和公转同学们知道哪些呢？
生：略。
师：下面请同学们演示一下地球的自转情况。
师：从侧面看地球的自转。
师：从北极上空看地球自转的方向。
师：从南极上空看地球自转的方向。
生：（分别演示。）
师：在黑板上做以下板图：
师：请同学们在图中恰当的位置用箭头表示出地球自转的方向。
生：动手画图，加深理解。
师：地球自转的方向是自西向东，那地球自转的周期如何呢？请同学们阅读教材17页“地球自转的周期”部分，了解什么是恒星日和太阳日。
动画演示：恒星日和太阳日。
师：一个恒星日地球自转了多少度？花了多少时间？
生：360°。
生：23小时56分4秒。
师：一个太阳日呢？
生：360o59 ;。
生：24小时。
师：地球自转的真正周期是太阳日还是恒星日？为什么？
生：因为一个恒星日地球自转的角度恰好是360°所以地球自转的真正周期是恒星日而不是太阳日，但我们通常所说的一天是指太阳日。由于一个太阳日比一个恒星日地球多自转了59 ;，所以在时间上多出3分56秒。
师：我们如何描述某一物体做直线运动时的速度呢？
生：略。
师：地球的自转和公转运动是一种比较特殊的圆周运动，圆周运动的速度描述要从角速度和线速度两个方面进行。请看图：
师：假设上图中线段OBA绕点O沿逆时针方向做圆周运动，经过时间t后，运动到OB ;A ;位置，此时点A运动的距离为AA ;弧长，点B运动的距离为BB ;弧长。此时，我们说点A的线速度VA=AA ;弧长/t,点B的线速度VB=BB ;弧长/t,显而易见，VA>VB ，而点A和点B的角速度ωA=ωB=ɑ/t.
师:地球自转的速度也有角速度和线速度之分,我们先来看地球自转过程中经线位置的变化。
动画播放：地球自转的角速度和线速度。
讨论：
- 在同一条经线上地球自转的角速度相等吗？同一纬线呢？
- 在同一条经线上地球自转的线速度相等吗？同一纬线呢？
- 南北两极点的角速度和线速度如何？
- 如何描述地球自转的线速度和角速度？
（教师适时进行指导，必要时也可配合板图进行必要的讲解。）
活动：请两位同学一位做太阳不动，另一位手拿地球仪绕其进行“公转”。
动画播放：地球的公转。
讨论：刚才两位同学的演示是否正确？如不正确，存在什么问题？
师：地球在自转过程中地轴始终指向北极星附近。下面我们来观察地球的公转轨道，看看其有何特征。
讨论并完成下列问题：
1、图中的近日点是 ，远日点是 。
2、地球公转到近日点附近的时间是 ，此时地球公转速度较 。（快，慢）
3、地球公转到远日点的时间是 ，此时地球公转速度较 。（快，慢）
4、在图中标出夏至日、冬至日、春分日和秋分日时地球在轨道上的位置。
阅读活动：地球公转的周期。
师：地球公转的轨道平面和赤道平面之间的交角称为黄赤交角。
动画演示：黄赤交角。
师：由于黄赤交角的存在，且地球在公转过程中地轴的空间指向基本不变，导致太阳直射点在地球表面的周期性移动。下图可以表示一年中太阳直射点在地表的运动情况。
师：例如，国庆节时太阳直射点大约在点A的位置，此时，太阳直射点在南半球，且正在自北向南移动。同样的道理，请同学们判断一下今天，太阳直射点在哪个半球，移动方向如何。如果是你的生日那一天呢？
师：请大家讨论并完成下表。
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日 期 |
太阳直射的半球 |
太阳直射点移动的方向 |
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3月21日～6月22日 |
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6月22日～9月23日 |
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9月23日～12月22日 |
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12月22日～3月21日 |
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师：同学们，你们说昼夜现象是如何产生的呢？
生：略。（是由于地球是一个不透光的球体。）
师：如果没有地球的自转，地球上是否会有昼夜现象呢？
生：有。
师：是的，由于地球的自转使地球上的昼夜得以更替，且周期恰倒好处，保证了地球上有机体的生存和发展。
师：由于地球的自转，地球上不同经度的地方有不同的地方时，而且东边的时间总是比西边的时间早。又因为地球自转的角速度是15o/小时，所以经度每相差15o，地方时相差1小时，如相差1o，则地方时相差4分钟。
练习：1、已知北京与兰州地方时差49分44秒，兰州的经度是103o53 ;E，求北京的经度。（116o19 ;E）
2、任意选择两条经线，并假定其中一条经线的地方时，求另一条经线的地方时。
师：刚才的例题中我们知道北京的经度是116o19 ;E，那我们通常所说的“北京时间”是否就是北京的地方时呢？
生：不是。
师：对，北京时间和北京的地方时是不一样的，它是东八区的区时。
投影：世界时区图。
师：全球共划分为24个时区，请同学们通过讨论了解时区的划分、区时、中央经线、日界线（国际日期变更线）等概念。
生：略。（教师辅导答疑）
师：区时的计算公式为：所求区时=已知区时+（-）时区差，当所求区时时区在已知区时时区东边时用“+”，反之用“-”。
练习：1、任意指定两个时区，并假定其中一个时区的区时，求另一个时区的区时。
2、已知北京时间是今天的9点，求纽约（西五区）时间、伦敦时间。
师：地球自转的另一个地理意义是导致地球上水平运动物体的运动方向发生偏转，北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上无偏转。这种因地球自转而导致水平运动物体运动方向发生偏转的力称为地转偏向力。
活动：观察洗脸池中下漏的水形成的旋涡是顺时针还是逆时针方向。（该活动可在上课前进行布置，此时做个说明即可。）
师：同学们还能想到哪些自然现象与地转偏向力有关？
生：略。
师：（结合学生例子，再从河流两岸冲刷程度的差异以及风向、洋流等方面做一些必要的补充和铺垫。）
师：太阳光线与地平面的夹角叫太阳高度，太阳高度在正午达到一天中的最大值，叫正午太阳高度角。正午太阳高度角的变化随着太阳直射点的变化而变化。
投影：北半球春分日太阳光照地球示意图。
师：请大家结合图例和课文谈谈北半球春分日正午太阳高度的分布规律。
生：太阳直射赤道，赤道正午太阳高度为90o，由赤道向两极递减。
投影：北半球夏至日和冬至日太阳光照地球示意图。
活动：讨论并完成下列表格。
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日期 |
太阳直射纬线 |
正午太阳高度为90o的纬线 |
正午太阳高度达一年中最大值的地区 |
正午太阳高度达一年中最小值的地区 |
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北半球夏至日 |
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北半球冬至日 |
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动画演示：晨昏圈（线）、昼半球、夜半球、昼弧、夜弧。
板图：北半球夏至日太阳光照地球示意图。
师：请同学们指出图中的晨昏圈（线）、昼半球、夜半球、昼弧、夜弧，并据此讨论分析北半球夏至日全球的昼夜分布情况。
生：讨论。
教师帮助归纳：
- 赤道上昼夜平分。
- 北半球随纬度的增加，昼渐长，夜渐短。北极圈以内出现极昼。
- 南半球随纬度的增加，昼渐短，夜渐长。南极圈以内出现极夜。
活动：1、学生自绘北半球冬至日和春秋分日的太阳光照地球示意图。
2、讨论并完成下表：
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日 期 |
北半球各地昼夜变化情况 |
南半球各地昼夜变化情况 |
赤道上的昼夜情况 |
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3月21日～6月22日 |
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6月22日～9月23日 |
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9月23日～12月22日 |
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12月22日～3月21日 |
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师：同学们，每年一月初地球离太阳的距离最近，七月初最远，可为什么一月不热七月不冷呢？
生：略。
师：地球上的冷热不是取决于地球离太阳距离的远近，而是昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，这种变化取决于太阳直射点在纬度上的周年变化。
讨论：从昼夜长短和正午太阳高度的角度看热带、温带和寒带。
生：热带一年中有太阳直射，昼夜长短变化不大，全年皆夏；寒带有极昼极夜现象，且终年正午太阳高度很小，全年皆冬；温带四季更替明显。从天文含义上看四季，夏季就是一年中白昼最长、太阳高度角最大的季节；冬季就是一年中白昼最短、太阳高度角最小的季节。
师：请同学们说出我国的二十四个节气。（需提前布置此活动）
生：立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。
师：我们的祖先在很早的时候就用二十四节气中的四立来划分四季，但气候统计工作中一般用月份来划分四季。即把3、4、5三个月划分为春季，6、7、8三个月划分为夏季，9、10、11三个月划分为秋季，12、1、2三个月划分为冬季。
作业：（分课时布置）
- 绘制北半球夏至日、冬至日和春秋分日太阳光照地球示意图。
- 总结地球自转和公转的地理意义。
