1.3 地球运动的一般特点和太阳直射点的移动
【教学目的】
1、了解地轴空间指向，地球自转的概念、方向、周期和速度。
2、了解地球公转的概念、轨道形状、方向、周期、速度。
3、理解黄赤交角的产生及其意义。
【教学重点、难点】
1、重点：地球自转和公转的基本规律。
2、难点：黄赤交角及其影响；二分二至的天文概念。
【教学过程】
（引入新课）
第一节课，我们听了教育局长到某校视察的“地球仪”的笑话，还记得吗？
（讲授新课）
一、地球的自转
1、概念：地球绕自转轴的旋转运动。
2、特点：地轴的空间位置稳定，北端指向北极星附近。
3、方向：自西向东（从北极上空看：逆时针方向旋转。从南极上空看：顺时针方向旋转。）
4、周期：地球自转一周所需的时间。1恒星日――23小时56分4秒
5、速度：
（1）角速度（概念：单位时间内转过的角度。分布规律：两极点为0，其他任何地点均为15°/小时。）
（2）线速度（概念：单位时间内通过的距离。分布规律：从赤道向两极递减，两极点为0。）
阅读：P14图1.17“自转角速度和线速度”。
这幅图是用来说明地球自转速度的，图的设计很富立体感，地球自转角速度和线速度的概念、区别、大小等一目了然，阅读的难度不大。
速度是描述物体位置变化（位移）快慢和方向的物理量。速度是矢量。线速度是指某一质点绕另一点转动或一物体绕某轴转动时，质点的速度或物体上各点的速度，以区别于质点或物体在转动中以角度计的角速度。地球自转的速度也用角速度和线速度两种方式表示，角速度就是地球转动半径在单位时间内所扫过的角度；线速度是任一质点在单位时间内绕地轴进行圆周运动所走过的距离。
先从角速度入手，从图中看出地球自转的角速度与转动半径的长短无关，因此，很容易得出地球表面上除南北极点外，各点的角速度都相等的结论。地球自转一周为360o，一般取24小时自转360o的数值，所以地球表面上各点（极点除外）自转角速度都是15o／小时、15′／分或每4分钟1o。从图中阅读地球自转线速度的变化规律要难于角速度，从图中看出，作圆周运动的物体，其线速度与转动半径的长短成正比例。地球上每一质点都以恒星日为周期做圆周运动，其转动半径的长短因纬度高低而不同，其圆周长等于当地的纬线圈长，而纬线圈长度随纬度增高而缩短，因此，地球表面各质点的线速度随纬度增加而减小。
二、地球的公转
1、概念：地球绕太阳的运动。
2、轨道：（1）概念：地球公转的线路。
（2）形状：椭圆。
（3）特征：太阳位于其中一个焦点上。
阅读：P15图1.17“地球公转的轨道”。
这幅图是地球公转的俯视图，太阳的位置稍偏于中心，真实地反映了太阳在太阳系的位置。图的外
圈是地球绕日运动的轨道，即地球公转轨道，它是近似正圆的椭圆形，在轨道上用蓝色箭头表示了地球公转的方向。
从图中很容易看出地球公转的轨道是近似正圆的椭圆形，因此，地球公转的角速度和线速度就有了差别（如表1.2所示）。地球的公转方向是从西向东的，如果从北极上空看地球公转的方向，也是逆时针方向（如图所示）。图中表示的地球公转周期为恒星年，恒星年是地球公转的真正周期，在一个恒星年期间，在太阳上看，地球中心从天空中的某一点出发，环绕太阳一周，然后又回到了此点；如果从地球上看，则是太阳中心从黄道（地球公转轨道）上的某一点（某一恒星）出发，运行周天，然后又回到了同一点（同一恒星）。在一个恒星年期间，地球公转360°所需时间为365日6时9分10秒。恒星年与回归年的区别是，恒星年是以天球上固定的点（如遥远的恒星）为参照物的运动周期。而回归年是太阳中心在黄道上连续两次经过春分点（或秋分点、冬至点和夏至点）的时间间隔，即太阳连续两次直射于北回归线（或南回归线）的时间间隔。因此，回归年又称“季节年”。回归年稍短于恒星年，其周期为365日5时48分46秒。全球各地的昼夜长短和正午太阳高度的季节变化、阳历和阴历的历年安排、二十四节气的划分，均以回归年为周期。
3、方向：自西向东――从北极上空看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。
4、周期：1恒星年
（1）概念：地球绕太阳公转一周360度。
（2）时间：365日6时9分10秒。
5、速度：
（1）角速度：平均1º/日，1月初近日点61\'/日（快），7月初远日点57\'/日（慢）。
（2）线速度：平均30km/秒，1月初近日点30.3km/秒（快），7月初远日点29.3km/秒（慢）。
三、地球自转与公转的关系
读图：P17图1.22“二分二至时地球的位置与黄赤交角”。
读图时，一定要讲清楚图中各线、面、角的关系，只有这样才能从图中读出地球自转与公转的关系。图中有两个面，即地球公转轨道面（黄道平面）和地球赤道平面。地球公转轨道平面是通过地球中心的一个平面。从地球上看，好像太阳终年在这个平面上运动，这就是太阳的视运动。太阳视运动的路线叫做黄道（即地球公转轨道平面无限扩大同天球相割而成的大圆），黄道所在平面就是黄道面。实际上黄道面和地球公转轨道面是重合的。赤道面是通过地球中心并与地轴垂直的平面。赤道面与地轴（线）成90°角，赤道面与黄道面成23°26′夹角，这就是黄赤交角。黄道面又与地轴（线）之间构成66°34′的角，说明地轴在公转过程中，其空间指向始终不变，黄赤交角始终保持不变，这两个始终保持不变，意味着地球在公转过程中，地轴是倾斜的、平行移动的，因此，太阳光只能直射在地球上南北纬23°26′之间的地方，太阳光直射范围的周期性变动，就形成了四季的更替。所以说，地球的自转与公转是叠加在一起的运动，地轴的空间指向始终不变，黄赤交角的始终不变是自转与公转运动的结合，也决定了自转与公转运动的关系，即两者是一种叠加运动。上图是下图中地轴的空间指向始终不变、黄赤交角始终不变的特写图，表示了地球在公转轨道上的任何位置，地轴的空间指向和黄赤交角都是始终不变的。
1、黄赤交角概念：黄道平面（地球公转轨道平面）与赤道平面（地球自转的平面）的夹角。
2、黄赤交角大小：23°26′
3、黄赤交角影响
读图：P18图1.23“太阳直射点的回归运动”。
（1）前提：地轴的空间指向不变和黄赤交角的大小不变。
（2）表现：太阳直射点在南北回归线之间往返移动。
（3）移动周期：1回归年（365日5时48分46秒）
回归线的纬度数等于黄赤交角的度数，地轴与黄道面的倾斜角度是66°34″。
（布置作业）
讨论：地球自转速度的快慢对地理环境有何影响
