第1課地球運動的一般特點　太陽直射點的移動

1．地球自轉和公轉的一般特點。

2．黃赤交角的大小及意義。

3．太陽直射點的移動規律。

一、地球運動的一般特點

1．地球自轉

(1)概念：地球繞其自轉軸的旋轉運動。

(2)方向：自西向東。

①從北極上空看，呈逆時針方向旋轉。

②從南極上空看，呈順時針方向旋轉。

(3)周期

(4)速度

①角速度：除極點外，其餘各處均約為15°/時。

②線速度：由赤道向兩極遞減，極點處最小，為0。

2．地球公轉

(1)概念：地球繞太陽的運動。

(2)方向：自西向東。

(3)周期：1恒星年，時間長度為365日6時9分10秒。

(4)速度

二、太陽直射點的移動

1．黃赤交角

(1)概念：赤道平面與黃道平面之間的交角。

(2)大小：目前為23°26′，圖中表示黃赤交角的是字母B。

2．太陽直射點的移動規律

(1)周期：回歸年，時間長度為365日5時48分46秒。

(2)範圍：最北到達北緯23°26′，最南到達南緯23°26′。

(3)軌迹

1．從北極上空看，地球自西向東呈逆時針方向自轉。(√)

2．黃赤交角永遠是23°26′。(×)

3．地球處于公轉軌道近日點時公轉速度慢，處于遠日點時公轉速度快。(×)

4．教師節(9月10日)這天，太陽直射點的位置是( C )

A．23°26′N B．23°26′S C．赤道附近 D．90°N

5．每年的1月份，太陽直射點一直向北移動。(√)

[問題探究]

一、地球自轉速度

分析教材P14圖1.16地球自轉角速度和線速度，探究有關問題。

探究1　觀察同一經線上不同緯度的點，其每小時轉過的角度有什麼變化？極點上也一樣嗎？

提示：圖中同一條經線上赤道、30°N、60°N各點每小時轉過的角度都是15°，其他緯度上也一樣；由于地球繞地軸自轉，地軸兩端為兩極點，每小時轉過的角度為0°。因此除極點外，地球上所有點的自轉角速度均為15°/h。

探究2　不同緯度上15°角所對的弧線長度有什麼變化？反映的是什麼規律？

提示：圖中赤道上15°角對的弧線長度為1 670km，30°N上15°角對的弧線長度為1 447km，60°N上15°角對的弧線長度是837km，由此可總結出，随着緯度增加，地表上的點每小時轉過的弧線長度逐漸減小，即地球自轉線速度變化規律：由赤道向兩極遞減，赤道上自轉線速度最大，極點自轉線速度為0。

探究3　試思考如果地表某點(極點除外)上空1 000m處一物體與地球同步運動，該物體的自轉角速度和線速度與地表對應點會有什麼不同？

提示：地球自轉角速度可以理解為以地軸為中心的15°同心扇形的頂角，因此與距地軸的遠近無關，即高空的點與地表對應點的自轉角速度相同。但距地軸不同距離的弧線長度并不相同，距地軸越遠的弧線長度越大，即高空點自轉線速度比地表對應點的自轉線速度大。

二、地球公轉速度

分析教材P14圖1.17地球公轉軌道，探究以下問題。

探究1　為什麼會出現近日點和遠日點？什麼時間地球公轉到兩點處？

提示：地球繞太陽公轉的軌道是接近正圓的橢圓，太陽位于其中一個焦點上，因此地球在公轉過程中有一個點距離太陽最近，為近日點，時間為1月初；有一個點距離太陽最遠，為遠日點，時間為7月初。

探究2　地球公轉到近日點和遠日點時，公轉角速度和線速度有什麼不同？試總結其中的規律。

提示：地球公轉到近日點時，與遠日點相比，公轉角速度快，線速度也快，因此可總結出地球公轉角速度和線速度規律是“近快遠慢”。

探究3　每年從暑假結束(8月底)到寒假開始(2月初)前這段時間，地球公轉角速度和線速度怎樣變化？

提示：暑假結束為8月底，寒假開始一般在2月初，地球公轉到遠日點是在7月初，近日點是在1月初，因此8月底至1月初這段時間地球公轉逐漸加快，1月初之後至2月初這段時間，地球公轉速度逐漸減慢。

二、地球公轉速度

分析教材P14圖1.17地球公轉軌道，探究以下問題。

探究1　為什麼會出現近日點和遠日點？什麼時間地球公轉到兩點處？

提示：地球繞太陽公轉的軌道是接近正圓的橢圓，太陽位于其中一個焦點上，因此地球在公轉過程中有一個點距離太陽最近，為近日點，時間為1月初；有一個點距離太陽最遠，為遠日點，時間為7月初。

探究2　地球公轉到近日點和遠日點時，公轉角速度和線速度有什麼不同？試總結其中的規律。

提示：地球公轉到近日點時，與遠日點相比，公轉角速度快，線速度也快，因此可總結出地球公轉角速度和線速度規律是“近快遠慢”。

探究3　每年從暑假結束(8月底)到寒假開始(2月初)前這段時間，地球公轉角速度和線速度怎樣變化？

提示：暑假結束為8月底，寒假開始一般在2月初，地球公轉到遠日點是在7月初，近日點是在1月初，因此8月底至1月初這段時間地球公轉逐漸加快，1月初之後至2月初這段時間，地球公轉速度逐漸減慢。[總結深化]

1．地球自轉和公轉運動的特征比較

地球自轉和公轉運動的特征既有相同點也有不同點，還有相關性，具體如下表所示：

2.近日點、遠日點的判定方法

(1)從日期判斷

每年1月初，地球位于近日點附近，每年7月初，地球位于遠日點附近。

(2)從公轉速度判斷

地球在近日點附近時，公轉速度(線速度、角速度)較快，反之則較慢。

(3)從地球公轉軌道的長軸和短軸判斷

近日點和遠日點位于長軸兩端。距離太陽最近的點為近日點，反之為遠日點。

[對點演練]

讀地球自轉速度示意圖，回答下列問題。

(1)圖中∠α、∠β的度數是______，從其大小及其所對應的弧長可分析出地球自轉速度的特點是什麼？

(2)當圖中的A點以遙遠的恒星為參照點，跟随地球轉一周又回到出發點時，所用時間是________________，叫做一個________日。

(3)自5月1日至該年中秋節時，地球公轉速度将先變________，後變________。

解析：第(1)題，根據經度的概念得出∠α、∠β的度數為45°。地球自轉角速度的分布規律是：除兩極點外，任何地點的角速度都相同；自轉線速度的分布規律是：從赤道向兩極遞減；兩極點既無角速度也無線速度。第(2)題，屬識記知識。第(3)題，地球的公轉速度是近日點(1月初)較快，遠日點(7月初)較慢。從5月1日到遠日點(7月初)，地球公轉速度逐漸變慢，之後到中秋節地球公轉速度逐漸變快。

答案：(1)45°　除南北兩極點既無角速度又無線速度外，角速度各處都相等，線速度由赤道向兩極遞減

(2)23時56分4秒　恒星

(3)慢　快

[問題探究]

分析教材P15圖1.18　黃赤交角與二分二至日地球位置，探究問題。

探究1　為什麼會出現黃赤交角？

提示：地球繞太陽公轉過程中，北極始終指向北極星，因此地軸保持傾斜，赤道平面與地軸保持垂直，地球公轉軌道面即黃道平面呈水平方向，導緻赤道平面與黃道平面出現夾角，即黃赤交角。

探究2　黃赤交角的存在會使地球公轉過程中出現什麼現象？利用二分二至日四節氣位置加以說明。

提示：黃赤交角導緻地球公轉過程中在不同位置時，太陽直射點在地球表面的緯度位置不斷變化，即太陽直射點南北移動。如春分日時太陽直射點位于赤道，夏至日時太陽直射點位于北緯23°26′(北回歸線)，秋分日時太陽直射點位于赤道，冬至日時太陽直射點位于南緯23°26′(南回歸線)。

探究3　在下面的圖上繪制出太陽直射點随季節變化在地球表面的移動軌迹曲線和二分二至日時太陽直射光線和直射點所在緯度。

提示：

[總結深化]

1．黃赤交角的特點

黃赤交角的特點，可以概括為“一軸、兩面、三角度”和“三個基本不變”。其含義如下：

[學法點津]

(1)黃赤交角的大小決定了太陽直射點的範圍。

(2)黃赤交角的度數＝南北回歸線的緯度數＝太陽直射點能達到的最北、最南緯度數。

(3)極圈的度數＝90°－黃赤交角的度數。

(4)若黃赤交角增大，則熱帶範圍增大，溫帶範圍減小，寒帶範圍增大。

2．太陽直射點的回歸運動

由于黃赤交角的存在，引起了太陽直射點在南北回歸線之間的周期性往返運動，其運動周期為365日5時48分46秒，叫做1個回歸年。太陽直射點的位置和季節移動可用下圖來表示：

3．二分二至日的判讀技巧

(1)在公轉軌道圖上判斷二分二至日的方法

在高中階段對公轉軌道圖進行了一定的簡化，基本上左右兩個被固定為夏至日和冬至日這兩天；上下兩個被固定為春分日和秋分日這兩天。因此可根據此特點進行判讀。

第一步：先确定出地球公轉方向，如圖1。(可根據地球自轉、南北極指向等來确定地球公轉方向)

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球心，如圖3。

第四步：如果直線指向北半球(北回歸線)，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)，為北半球冬至日，即圖3中的C。

第五步：再根據二至日的位置和公轉方向，确定D為春分日，B為秋分日。

圖1　　　　　　 圖2　　　　 　 圖3

(2)在太陽直射點回歸運動圖上判斷二分日的方法

太陽直射點在赤道上，若由南半球移向北半球，此時為春分日；若由北半球移向南半球，此時為秋分日。

[對點演練]

讀下面四幅示意圖，完成1～2題。

1．圖中，能正确表示黃赤交角的是(　　)

A．① B．② C．③ D．④

2．若黃赤交角由現狀變為24°，下列現象中不會出現的是(　　)

A．北極圈的度數變化為66°

B．太陽光直射的範圍增大

C．極圈内出現極晝極夜的天數增加

D．地球上溫帶範圍減小

解析：1.B　2.C　第1題，黃道平面與赤道平面之間的夾角稱為黃赤交角，目前約為23°26′。第2題，由于黃赤交角的度數等于回歸線的度數，回歸線與極圈的度數之和等于90°，因此當黃赤交角變為24°後，地球上太陽光直射的範圍變大，北極圈的度數變為66°，溫帶的範圍随之變小。極圈内極晝極夜的天數與地球公轉速度有關，與黃赤交角無關。

下圖是地球公轉的軌道示意圖，圖中甲、乙、丙、丁四點将軌道均勻分成四等份。讀圖完成3～4題。

3．地球在公轉軌道上運動所用時間最少的一段是(　　)

A．甲→乙 B．乙→丙

C．丙→丁 D．丁→甲

4．每年的11月11日被稱為“光棍節”，這一天也是網購最集中的日子。此時地球在公轉軌道的位置距甲、乙、丙、丁四點最近的是(　　)

A．甲點 B．乙點 C．冰點 D．丁點

解析：3.A　4.A　第3題，從圖中看出P點是地球在近日點附近。甲、乙、丙、丁四點将地球公轉的軌道均勻分成四等份，根據圖中太陽的位置可以判定甲→乙段地球經過近日點，運動速度最快，用時最少。第4題，11月11日地球在秋分後大約一個半月，故應靠近甲點。

考查點1　地球運動的基本特征

晝夜更替，潮起潮落，地球自轉運動産生了許許多多的自然現象。據此完成1～2題。

1．在下列現象中，可以成為地球自轉證據的是(　　)

A．日月升落 B．月朗星稀

C．月相變化 D．星光閃爍

2．以太陽為參照點，地球自轉一周所需時間為(　　)

A．23小時56分 B．24小時零4分

C．24小時56分 D．24小時

解析：1.A　2.D　第1題，日月升落是以地球為參照物的太陽和月球的視運動。第2題，以太陽為參照物，地球自轉一周的時間是1個太陽日，是一個晝夜交替周期，即24小時。

3．讀圖，完成下列問題。

　　　 　圖1　　　　　　　　　　　　圖2

(1)請在圖1中用箭頭表示出地球自轉的方向。

(2)比較說明圖1中A、B、N三點自轉的角速度和線速度。

(3)圖2中A、B、C、D四點中地球公轉速度較快的是________點，每年7月初地球位于________點附近。

(4)北極極晝的日數比南極極晝的日數________，其原因是什麼？

解析：第(1)題，圖中極點為北極，地球自轉方向應為逆時針。第(2)題，極點N處自轉角速度、線速度均為零，A、B兩點角速度相等，但線速度是A大于B。第(3)(4)題，圖2是從北極上空看地球的公轉，故A點位于近日點，地球公轉速度在近日點時較快，在遠日點時較慢，7月初地球位于遠日點附近。北半球夏半年，公轉速度慢，太陽直射點在北半球運行時間長，因此北極極晝的日數長于南極極晝的日數，同理一年四季中夏季就較冬季長。

答案：(1)畫圖略(逆時針方向)。

(2)角速度A＝B＞N＝0，線速度A＞B＞N＝0。

(3)A　C

(4)多　北極極晝時地球公轉速度較慢，所需時間較長。

考查點2　黃赤交角的大小及影響

4．讀地球赤道面與公轉軌道面示意圖，完成下列問題。

(1)圖中代表黃赤交角的數碼是(　　)

A．①　　　　B．②　　　　C．③　　　　D．④

(2)假若赤道平面與黃道平面重合，那麼太陽直射點會發生怎樣的變化？

解析：本題主要考查了黃赤交角的概念及影響。第(1)題，黃赤交角是赤道平面和黃道平面的交角。第(2)題，赤道平面與黃道平面重合，即黃赤交角為0°，太陽光線與地軸垂直，則太陽一直直射赤道。

答案：(1)A

(2)太陽終年直射在赤道上

考查點3　地球公轉軌道圖的判讀

5．讀二分二至日時地球的位置圖，回答下列問題。

(1)寫出a、b、c、d代表的北半球的節氣。

a________ b________ c________ d________

(2)國慶節前後，地球公轉到________和________之間，此時太陽直射點位于________半球，地球公轉的速度逐漸________。

(3)a、b、c、d四點中，公轉速度最慢的是________，最快的是________。

解析：根據地球運動到c位置時太陽直射點在北回歸線上，可知圖中a、b、c、d對應的分别是北半球的冬至、春分、夏至、秋分。國慶節期間，地球公轉在d～a之間，此時太陽直射點在南半球，地球公轉的速度逐漸加快。a點接近近日點，速度最快，c點接近遠日點，速度最慢。

答案：(1)冬至　春分　夏至　秋分

(2)d　a　南　加快

(3)c　a

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