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1、第三节 地球的运动一、 地球的自转 （一）地球自转地球围绕地轴自西向东旋转，称为地球的自转。从北极上空看，地球呈逆时针方向旋转；从南极上空看，地球呈顺时针方向旋转。地球自转一圈所用的时间，就是地球自转的周期。地球自转周期和时间 用一个小的球体进行模拟，以太阳为参照物时，地球自转一周，实际上是大于还是小于？如果以太阳以外的恒星为参照物，结果又会如何？ 以太阳为参照物，地球自转一周叫一个太阳日；以恒星为参照物称为恒星日。比较太阳日与恒星日的差异，并根据已学的知识，以太阳日为标准，计算一个恒星日约有多少小时多少分，将结果填入下表。图1-11 北半球“二分二至”时的地球位置示意地球自转的角度长度应用价
2、值太阳日24小时0分恒星日360小时 分 实际上，每一个太阳日或恒星日也不是等长的。讨论以下问题：计量时间的精确方法还有哪些？采用精确时间尺度的科学价值是什么？根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度为时。地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同。而地球自转的线速度，则由于纬度的不同而有差异。 假设地球是正球体（地球的平均半径为千米），完成下表的计算。纬度0304560线速度（千米/秒）角速度（度/秒） 归纳各地线速度和角速度随纬度变化的一般规律。 （二）地球自转的地理意义地球自转运动，对许多自然现象都具有重要意义。一是地球自转导致昼夜交替现象。由此，各地温度发生昼夜变化，生物形
3、成昼夜节律（又称为“生物钟”现象）。二是地球上水平运动的物体受到地球自转偏向力的作用，运动方向向一侧偏转。三是地球自转为我们度量时间找到了一个很好的尺度。地球上不同经度的地方，有不同的当地时间。动手演示昼夜更替 将一盏台灯放在桌子中央代表太阳，在离电灯大约米远的桌边，放上一只地球仪代表地球。 在黑暗的房间里，把台灯打开，观察地球仪哪些部分被照亮，哪些部分灯光照不到。 在地球仪上找到你所处的位置，匀速拨动地球仪，大约每秒钟转圈。记录下什么时候你所在的位置是亮的，那就代表白天；什么时候是暗的，那就代表黑夜。思考：在该演示中，昼夜交替是怎样产生的？看看几秒钟代表天？地转偏向力地转偏向力，又称科里奥利
4、力，简称科氏力。法国工程师科里奥利在年发表的论文论物系相对运动的方程组中描述了该力。地转偏向力只作用于水平运动的物体，始终垂直于物体的水平运动方向，并随着物体水平运动速度的增加而加大。在北半球，它指向运动方向的右侧；在南半球，它指向运动方向的左侧。沿赤道运动的物体，不受地转偏向力的影响。地 方 时以一个地方太阳升到最高时的时间为正午时，将连续两个时之间等分为个小时，这样形成的时间系统，称为地方时。各地的地方时与它们的地理位置相关： 经度相同的地方，地方时相同；经度不同的地方，地方时不同。 地理位置越靠东边的地方，地方时的值越大。全球经度分成，每相差，地方时相差个小时。每相差，地方时相差分钟。
5、用观测日影的方法，粗略测定学校所在地的经度。活动过程如下： 在晴天，选择校园内一块较空旷的地方，用一根细直的竹竿（或细木棒）作日影杆，垂直插在地面上，并测量日影杆在地面上的长度（设为）。 以日影杆所插的点（图中点）为圆心，于上午某时刻在地面上画一个半径略短于当时杆影长度的圆。 当日影杆的影端落在圆周上时，标记为点；下午，当日影杆的影端又落在圆周上时，再标记为点；将、两点连成直线，取其中点，将中点与圆心连成直线。 第二天，当日影杆的影子与直线重合的时刻（即学校所在地的地方时正午点），记下此时刻的北京时间（即的地方时），并测量此时的杆影长度（设为）。 计算学校所在地的地方时与北京时间的差值，利用所
6、学的知识，就可算出学校所在地的经度约数。注：北回归线以北的地区，该活动的开展无时间上的限制；赤道与北回归线之间的地区，最好在秋分日至春分日的时段内开展。所测量的数据、供本章后面的活动备用。 在日常生活中，如果各地都使用同一地方时行不行？为什么？时区和区时 为了便于使用，国际上规定将全球划分为个时区，每个时区占个经度，以该时区中央经线的地方时为整个时区的统一时间，叫作区时，又称标准时。 按照上面课文的标准，提出你认为是最好的时区划分方案，完成下表：时区名称中央纬线 已知某地的经度，根据你学习过的数学和地理知识，提出求该地时区的简捷方法，并举例说明。区时的换算 位于同一个时区内的各地，采用相同的区
7、时。不同时区的各地，采用各自的区时。相邻时区的时间相差个小时，东大西小。已知一个地方的区时，求另外一个地方的区时时，先求出两个地方的时区之差。如果所求的地方在已知地方的东边，则加上这个差数；如果在西边，则减去这个差数。例如，美国华盛顿位于西五区，当北京时间是日下午时时，华盛顿的时间为：（），即华盛顿是日凌晨时。 在类似上面的例子中，如果两个时间相加超过了小时，应该怎么办？如果两个时间相减，不够减时又该怎么办？ 因为地球是球形的，所以东西相距比较远的甲乙两地，我们既可以说乙地在甲地的东边，也可以说乙地在甲地的西边。这时按照上面的方法进行日期和时间的计算时，会出现什么样的结果呢？打开地图册，找两个
8、经度相差较大的著名城市，设定一个城市的日期和时间，用不同的方法计算另一个城市的日期和时间，将计算结果填入下表。所选城市经度时区按照乙地在甲地东边计算按照乙地在甲地西边计算日期时间日期时间甲：设定:设定：设定:设定：乙：计算：计算：计算：计算： 从上述计算结果中，可以看出什么问题？为什么？你认为应该如何解决这样的问题？试提出一些具体的方案。日期和国际日期变更线 在世界地图或地球仪上，可以看到有一条大体沿经线穿行的折线，也就是国际日期变更线。它是为了消除因为地球是球形而导致的日期换算中的不同结果而设定的，同时又为了保持经线上同一行政归属的地方日期相同，故在这样的地方改用折线。 在进行时间和日期的计
9、算时，如果计算过程中“穿越”了国际日期变更线，应该怎样计算？将你认为最简捷的方法提出来，与同学交流。 有了国际日期变更线，在世界的时区中就有了一个特殊的时区，为什么？二、 地球的公转 （一）地球公转 地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。在天球坐标中?熏地球公转轨道面叫黄道面。地球公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球沿公转轨道自西向东，每天移动约。地球公转的周期为年，约为日时分。近日点和远日点地球公转轨道上离太阳最近的点叫近日点，距太阳约 万千米；离太阳最远的点叫远日点，距太阳约 万千米。每年月初，地球经过近日点，公转速度较快；每年月初，地球经过远日点，公转速度较慢。地球的赤
10、道面与黄道面之间的夹角，叫黄赤交角，约为。也可以说，地轴与黄道面之间，约呈的夹角。（二）地球公转的地理意义 由于黄赤交角的存在，使得地球位于公转轨道的不同位置时，太阳光线直射点的纬度位置不同，从而导致太阳直射点的南北移动、各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替、五带的划分等一系列地理现象。 地球公转过程中，太阳光线直射点可能达到的最南和最北的纬度位置，称为南、北回归线。它们的纬度分别是和。南、北回归线之间，是一年之中获得太阳辐射能量最多的区域，称为热带。图1-14 黄赤交角示意使用地球仪，或者以其他小型球体来当作地球的模型，再用一只手电筒射向这个球体，以代表太阳光。探讨以下问题：
11、 当太阳光直射赤道时，在地球自转的过程中，世界各地的昼夜交替现象如何？ 当太阳光直射南（北）回归线时，在地球自转的过程中，有没有无昼夜交替现象的地方？如果有，是哪些地方，会出现什么样的现象？ 绘图和填表。绘制在地球公转的过程中，太阳光直射赤道和南（北）回归线的示意图，并用图解法求出地球上另外两条特殊纬线的纬度。图1-15 太阳光直射赤道示意 图1-16 太阳光直射北回归线示意 图1-17 太阳光直射南回归线示意太阳光直射的纬度白昼消失的地区黑夜消失的地区简要说明北回归线南回归线一年中因为地球公转导致昼夜交替现象消失的最大范围的界线，称为南、北极圈。它们的纬度分别为和。南、北极圈之内，是地球上最
12、寒冷的区域，称为寒带。南、北半球热带与寒带之间，是南、北温带。在日历上注明的春分、夏至、秋分和冬至的日期，有时各年有所不同；还有的日历所注明的春分、夏至、秋分和冬至的具体时刻，几乎是年年不同。为什么？太阳相对于地平面的高度角叫太阳高度，太阳高度的最大值为。各地太阳高度在地方时时时最大，称为正午太阳高度。正午太阳高度在太阳光直射的纬线最大，向南、北两侧逐渐降低。黄赤交角的存在，还使得地球在运动过程中，除赤道外的其他地方，昼夜长短都在变化。当太阳光直射北半球时，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，在北极圈内，出现太阳整日不落的极昼现象；在南半球则昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长，在南极圈内
13、，出现极夜现象。赤道上各地的昼夜长短，基本上没有什么变化。晨 昏 线白昼与黑夜的界线称为晨昏线，它把地球分为昼半球与夜半球。当把纬线看成是地球自转过程中地面上任何一点的运动轨迹时，就可以说，晨昏线把这些轨迹分割成昼弧与夜弧。一个地方的昼夜长短，就取决于它所在纬线圈昼弧与夜弧的比例关系。在地球公转的过程中，两极附近一些纬线圈与晨昏线不相交，这样的地方出现了连续小时以至更长时间的白天或黑夜，称为极昼或极夜。春分和秋分时，太阳直射赤道，晨昏线平分所有的纬线圈，全球各地昼夜等长。地球公转造成地球中纬度地区形成明显的四季变化。作为一种天文现象，四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。夏季是一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节；冬季是一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节；春秋两季是冬夏两季的过渡季节。 简易测量学校所在地某日的正午太阳高度。如图，图中、为教材第页活动中的测量数据，利用所学的数学知识，求出学校所在地当日的正午太阳高度。 如图，图中为太阳直射点，其纬度为，点的纬度为，为点的正午太阳高度。请用图解法求点的正午太阳高度与当地纬度、太阳直射点纬度之间的关系，并归纳求各地正午太阳高度的通用公式。图1-19 图解法求正午太阳高度示意 查阅地图册，并利用上面求得的公式，完成下表：地点纬度正午太阳高度夏至日春分、秋分日冬至日你所在的学校北 京南北回归线之间的著名城市（ ）
