鲁教版（2019）高中地理 选修一 1.2.2 地球公转的意义 教案

第二节　地球公转的意义

【教学目标】

1．地球公转的方向、周期、速度等基本规律。

2．黄赤交角的意义及直射点回归运动的规律。

3．正午太阳高度的变化规律。

4．正午太阳高度的变化规律解释自然现象及对人类活动的影响。

5．昼夜长短的季节和纬度变化规律。

6．掌握五带、四季的划分方法。

【教学重难点】

1．掌握地球公转速度的变化规律。

2．理解黄赤交角的意义及直射点回归运动的规律。

3．理解正午太阳高度的变化规律、计算。

4．理解昼夜长短的季节和纬度变化规律、计算。

5．掌握五带、四季的划分方法。

【教学过程】

【导入】 让同学阅读教材第7页引言文字材料及表格。

提问：为什么一年中不同的日子天安门广场的升旗时刻不相同？升旗时刻变化规律是什么？

这是因为一年中每一天的日出时刻不相同，每一天的白昼长短不相同。而这些不同是由于地球公转造成的。

引出话题：那么，地球公有什么规律呢？又有哪些意义呢？

学生发言：略。

教师归纳小结：

地球公转的规律从公转的方向、周期、速度、与自转的关系——黄赤交角、太阳直射点的回归运动等理解；地球公转的意义从产生正午太阳高度角的变化、产生昼夜长短变化、五带和四季的形成等方面掌握。

课件出示图文资料，组织学生读教材7至10页文字，观察图1-2-2、1-2-3、1-2-4、1-2-6、1-2-8、1-2-9、1-2-10及1-2-11相关材料，完成任务：

（1）文字梳理归纳地球公转的方向、周期、速度；自主绘制公转路线图，标出公转方向、近日点、远日点、二分二至日在公转图上的时间及位置；看图分析公转线速度、角速度有差异的原因；看图理解区别地球公转的变式图。

（2）看图理解或绘制黄赤交角图；在图上能够找出或标出北极星、地轴、赤道平面、黄道平面；绘制太阳直射点移动简易图；判读或绘制二分二至日简易侧视图、极视图；分别在二分二至日图上归纳总结出正午太阳高度角变化规律；分别在二分二至图上归纳总结出昼夜长短变化规律；归纳总结出正午太阳高度角计算公式、昼夜长短计算公式；看图理解或绘制五带图；建立五带图与世界气候分布图的联系；运用五带图解释一些自然现象；理解四季的划分依据和实质，以及四季对农业和人类生产生活的指导意义。

（3）展示学生的绘图结果并点评。

教师小结，课件展示，梳理归纳教材内容如下：

一、地球公转概况

1．方向：地球围绕太阳自西向东公转。

2．轨道：近似正圆的椭圆，太阳位于其中的一个焦点上。

3．速度：

4．周期：1恒星年＝365日6时9分10秒。

“读图思考”北半球夏半年(图中远日点所在的半圆)的日数是186天，冬半年(图中近日点所在的半圆)的日数是179天。造成这种日数差异的原因是什么？

答：原因在于地球公转速度的差异。北半球夏半年时，地球距离太阳较远，公转速度慢，所以用时较长；而冬半年时，地球距离太阳较近，地球公转速度快，所以用时较短。

读图思考问题

问题1：黄赤交角反映了地球哪两种运动之间的关系？

提示：自转运动和公转运动。

问题2：太阳直射的范围与黄赤交角有何关系？若黄赤交角变为24.5°，太阳直射范围将会如何变化？

提示：太阳直射的范围相当于黄赤交角的二倍。太阳直射点在24.5°N～24.5°S之间移动，太阳直射范围变大。

二、太阳直射点的回归运动

1．黄赤交角

含义：赤道平面与黄道平面之间的夹角，大小为23°26′。

特点： 概括为“一轴两面三角度”和“三个基本不变两个变”。其含义如下：

2．黄赤交角的影响：引起太阳直射点在南北回归线之间的周期性往返运动，其运动周期为365日5时48分46秒，叫作1个回归年。表示如下图：

[思考]　黄赤交角是固定不变的吗？

提示：不是。随时间的推移，会发生变化，但变化幅度很小，因此可以在一定时间段内将其看作是固定不变的。

拓展：

1．在公转轨道图上判断二分二至日的方法

在高中阶段对公转轨道图进行了一定的简化，基本上左右两个被固定为夏至日和冬至日这两天；上下两个被固定为春分日和秋分日这两天。因此判断的时候可根据此特点进行判读。

第一步：先确定出地球公转方向，如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向。)

第二步：在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如图2。

第三步：作条直线连接左右两个球心，如图3。

第四步：如果直线指向北半球(北回归线)，为北半球夏至日，即图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为北半球冬至日，即图3中的C。

第五步：再根据二至日的位置和公转方向，确定D为春分日，B为秋分日。

2．在太阳直射点回归运动图上判断二分日的方法

太阳直射点在赤道上，若由南半球进入北半球，此时为春分日；若由北半球进入南半球，此时为秋分日。

读材料思考问题

冲着小区楼房间距有50 m、小区绿化率为50%的宣传广告，我国北方某市一些市民先后在此购买了商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案，楼房的间距仅为30.4 m。为此，该小区的38户业主将开发商告上法庭。

问题1：小区业主为什么这么重视楼间距问题？

提示：楼间距与太阳光照相关，在太阳高度一定的情况下，楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。

问题2：每年的夏至日至冬至日我国北方正午太阳高度如何变化？

提示：正午太阳高度逐渐减小。

三、正午太阳高度角的变化

1．正午太阳高度的含义：一天中太阳高度最大值出现在正午。

2．正午太阳高度的变化原因：黄赤交角的存在、太阳直射点的南北移动。

3．正午太阳高度的变化规律：

(1)纬度变化规律

从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减。

①夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。

②冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。

③春(秋)分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

(2)季节变化规律

4.正午太阳高度的计算

计算公式：H＝90°－两点纬度差

特别说明：①H：观测点的正午太阳高度。

②两点：太阳直射点、观测点。

③纬度差“同减异加”：若两点在同一半球，用高纬度减去低纬度；若两点分属于南、北半球，用两点的纬度求和。

[思考]　“太阳高度”“正午太阳高度”“太阳直射”有何区别？

提示：太阳高度指入射光线与观测者所在地平面的夹角。一日内最大的太阳高度才称为正午太阳高度。太阳光线与地平面夹角为90°时，称为太阳直射。

拓展：巧用对称特点确定正午太阳高度

　(1)纬度对称性：与直射点所在纬度相差相同纬度的地点，正午太阳高度相同。

(2)季节对称性：在太阳直射点的回归运动过程中，两次经过同一纬度时的两天，正午太阳高度相同。

第2课时　昼夜长短的变化　五带与四季的形成

读材料思考问题

2020年的夏至是北京时间6月21日5时43分。下表为乌鲁木齐2020年6月19-23日日出日落时间（北京时间）。

问题1：乌鲁木齐所在的经度约是多少？

提示：根据北京时间和当地时间的差值求出当地经度，约为87°E。

问题2：2020年夏至后，乌鲁木齐昼夜长短的变化特点是怎样的？

提示：昼渐短，夜渐长。

一、昼夜长短的变化

1．昼夜长短的划分

(1)昼弧、夜弧：晨昏线(圈)将地球上的纬线圈分成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧。

(2)昼夜长短判断

2．昼夜长短的变化

(1)赤道上：终年昼夜等长。

(2)春分日和秋分日：全球昼夜等长。

(3)北半球：

(4)南半球的情况与北半球相反。

[思考]　我国东北地区的农民历史上有“猫冬”的习惯，其主要的自然原因是什么？

提示：东北地区纬度较高，冬季寒冷漫长，且在冬季时白昼短、黑夜长，人们的户外活动时间短，因此形成了“猫冬”的习惯。

3．昼夜长短分布判读技巧——抓“直射点位置”

太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

4．昼夜长短变化判读技巧——抓“移动方向”

太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：

5．昼夜长短的计算方法

(1)根据昼弧、夜弧求昼长、夜长(昼弧、夜弧的长短反映昼夜长短)：

昼长时数＝　； 夜长时数＝

(2)根据日出日落时间求昼长、夜长：

昼长＝日落时间－日出时间＝(正午12时－日出时间)×2＝(日落时间－正午12时)×2

夜长＝24时－昼长

(3)根据相关性计算：

①相同纬度地区昼长相同。

②分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一半球同纬度地区的夜长。如40°N的地区昼长是15小时，则40°S的地区夜长为15小时。

读材料思考问题

我国民间从冬至算起，每九天为一个阶段，称作“冬九九”，并有“数九歌”，如“一九二九不出手，三九四九冰上走，五九六九看杨柳，七九河开，八九雁来，九九加一九，耕牛遍地走。”

问题1：数九期间，太阳直射点的位置及北京正午阳光照射到室内的面积是怎样的？

提示：太阳直射点始终位于南半球，北京正午阳光照射到室内的面积较大。

问题2：从数九歌谣可以推断出，该地区的代表性植被是什么？

提示：温带落叶阔叶林。

问题3：我国岭南地区的人们对“数九歌”并不怎么熟悉，其主要原因是什么？

提示：我国岭南地区纬度较低，大部分为热带，四季更替现象不明显，因此对“数九歌”不熟悉。

二、五带与四季的形成

1．五带的形成

(1)成因：由于正午太阳高度从直射点向南北两侧递减，导致地球表面不同纬度地区接受的太阳辐射能量不同。

(2)五带的划分

2．四季的形成

(1)成因

→→

(2)分布特点

①温带地区：四季更替明显。

②热带地区：全年气温较高，四季更替不明显。

③寒带地区：全年气温较低，四季更替也不明显。

[思考]　海南岛成为我国冬季避寒旅游目的地的主要原因是什么？

提示：海南岛位于我国南方地区，纬度较低，属于热带地区，全年气温较高，因此成为冬季避寒旅游目的地。

归纳：

1．四季更替和五带的成因

2．季节变化的纬度差异

当堂训练

1.读南天极俯视地球公转示意图，回答(1)～(3)题。

(1)图中四个位置，公转速度最快的是(　　)

A．甲　　　 B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁

(2)此图反映了(　　)

①地球公转轨道形状　②地球自转方向　③地轴空间指向特点　④近日点时太阳直射点所在的半球　⑤黄赤交角的度数

A．①②③⑤   B．①②③④

C．②③④⑤   D．①③④⑤

(3)当地球在丙—丁之间运动时，我国会出现的节日是(　　)

A．国庆节   B．端午节

C．七夕节   D．春节

答案：(1)C　(2)B　(3)D

解析：第(1)题，因为是南天极俯视地球公转示意图，因而可判定图中赤道以上的虚线为南回归线，以下为北回归线。1月初，地球位于公转轨道的近日点，公转速度最快。丙图中太阳直射南回归线，为12月22日前后，距离1月初的时间最近。第(2)题，该图反映了地球自转的方向、公转轨道特征、地轴的倾斜方向等。地球公转时地轴的空间指向不变，因而在近日点与远日点太阳直射的半球不同。读图无法知道黄赤交角的度数。第(3)题，丙位置为12月22日前后，丁位置为3月21日前后，其间我国会出现的节日是春节。

2.阅读材料回答下面问题。

杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如图)设计：将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里，并将热水器的支架改造成活动形式，正午太阳高度角与集热板和地面的夹角保持互余。

(1)12月22日杭州的节气及正午太阳高度角为(　　)

A．正值夏至，正午太阳高度角为83°26′

B．正值春分，正午太阳高度角为60°

C．正值冬至，正午太阳高度角为36°34′

D．正值夏至，正午太阳高度角为90°

(2)为了充分利用太阳能，尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直，结合二分二至日正午太阳高度角，则集热板与地面夹角的调整幅度为(　　)

A．23°26′　　　　　　　　 B．30°

C．46°52′   D．60°

(3)一年中，活动支架最矮的日期是(　　)

A．春分日   B．夏至日

C．秋分日   D．冬至日

答案：(1)C　(2)C　(3)B

解析：第(1)题，春分日、秋分日时太阳直射赤道，夏至日太阳直射北回归线，冬至日太阳直射南回归线。12月22日为冬至日，杭州的正午太阳高度是90°－(30°＋23°26′)＝36°34′。第(2)题，杭州正午太阳高度的变化幅度为46°52′，所以太阳能集热板与地面夹角的调整幅度为46°52′。第(3)题，一年中，活动支架最矮的日期为正午太阳高度最大的日期，为北半球的夏至日。