10.09.21 高一地理《1.3地球运动》教案.doc

1.3高中地理地球的运动教学设计【教学目标】1.掌握地球自转的方向、速度（线速度、角速度）、周期（恒星日、太阳日）。2.掌握地球自转的地理意义（昼夜交替、地球自转偏向力、地方时差），使学生了解昼夜交替的原因及其意义，地方时、区时的应用，地转偏向力的作用规律及其意义。能正确绘制昼、夜半球图，正确判断晨线和昏线；正确判断水平运动物体的偏向。3学会地方时和区时的计算。4.了解国际日期变更线。5了解地球公转运动的中心、轨道（近日点、远日点）、方向、周期和速度。 6.了解地球自转与公转的关系，了解黄赤交角、太阳直射点的回归运动及周期。7理解地球公转的地理意义：昼夜长短和正午太阳高度的季节及纬度变化，了解四季和五带的划分及其影响。8. 能过根据“二分二至日太阳照射地球示意图”分析全球各地的昼夜长短状况和正午太阳高度的变化，分析同纬度地区不同季节和不同纬度地区相同季节的昼夜长短和正午太阳高度的变化。9.树立宇宙是运动的，运动是绝对的，静止是相对的，运动和静止是统一的哲学观。10.让学生分析原因、总结规律、验证结论，从而培养各种能力。【教学重点难点】重点：1.地球自转与公转的运动特点（方向、周期）。2.地球自转与公转的关系，黄赤交角、太阳直射点的回归运动及周期。3. 地球自转与公转的地理意义。难点：黄赤交角、太阳直射点的回归运动及周期。地球自转与公转的地理意义。【教学过程与方法】新课导入： 人类对宇宙的探索一刻也没有停止过，在认识宇宙的过程中，人们逐渐认识到地球不仅围绕自己转动，同时与其它太阳系中的星体一样都在围绕太阳转动，这就是自转和公转，这节课我们一起来学习地球的自转与公转 讲授新课：一、地球自转的一般规律在北京天文馆大厅中有一个巨大的傅科摆，通过他的摆动人们可以“看到”地球在自转着。资料：傅科（Jean Bernard Leon Foucault,18191868）法国实验物理学家，1819年9月18日生于巴黎。幼年时即喜欢精巧手工的创制活动。为此，他早年学习外科和显微医学，后转向照相术和物理学方面的实验研究。1853年由于光速的测定获物理学博士学位，并被拿破仑三世委任为巴黎天文台物理学教授。因为他博学多才，有多项发明创造，因此受各国科学界垂青，1864年当选为英国皇家学会会员，以及柏林科学院、圣彼得堡科学院院士。1868年被选为巴黎科学院院士。1868年2月11日逝世于巴黎，终年49岁。1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变；如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒），摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转 1120（即 31小时 47分回到原处）时，许多教徒目瞪口呆，有人甚至在久久凝视以后说：“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”这一实验又曾移到巴黎天文台重做，结论相同。后又在不同地点进行实验，发现摆的振动面的旋转周期随地点而异，其周期正比于单摆所处地点的纬度的正弦，在两极的旋转周期为24小时。振动面旋转方向，北半球为顺时针，南半球为逆时针。以上实验就是著名的傅科摆实验，它是地球自转的最好证明。由此，傅科被授予荣誉骑士五级勋章。还有人曾在很深的矿井中进行试验，结果是：自井口中心下落的物体，总是在一定的深度同矿井东壁相碰撞，这就从另一侧面证实了地球的自转。1.方向：自西向东(为什么是自西向东？试从参照物的角度去解释)出示地球仪。转动地球仪，让学生从北极和南极上空分别观察地球的自西向东变成了什么方向的运动？北极上空：逆时针方向 南极上空：顺时针方向 2.自转中心：地轴3.周期：自转一周360，需要时间23时56分4秒，这叫一个恒星日。思考：我们所说的一天是24小时，这不是矛盾吗？老师释疑：边讲边绘恒星日和太阳日示意图，介绍太阳日与恒星日 疑难解答：恒星日与太阳日有何不同？确定地球的自转周期要在地球之外选定一个参考点，当地球自转时，被选定的参考点连续两次回归到同一方向时，其间的时间间隔就是地球自转周期，因此，参考点不同，地球自转周期是不相同的，以恒星作为参考点，同一恒星连续两次通过上中天的时间间隔为23时56分4秒，这叫一个恒星日；以太阳作参考点，太阳中心连续两次通过上中天的时间间隔平均为24小时，即一个太阳日；其中恒星日是地球自转的真正周期，即这一日内地球轴自转了360，一个太阳日内一球自转了36059,这是由于地球自转的同时，还有与自转同方向（自西向东）的公转运动，从而造成了太阳日长于恒星日，一般用下图来说明两者的差异，读图时注意以下7点： 恒星日、太阳日两者选定的参照物不同； 上中天的含义：天体每天经过观测者所在的子午圈平面两次，其中离天顶近的一次叫上中天； 恒星日、太阳的概念； 读图：图上“同一恒星”的含义；图上起点处地心、观测者、太阳、恒星在同一直线上（实际上：太阳、恒星在上中天即可。）是为了简化问题。太阳日比恒星日多转一个角度，即图上的CE3S等，它等于E3SE1，即地球在公转轨道上一天所转的角度。其数值为360/365天59。地球自转59的角度需要3分56秒的时间。学生列表比较太阳日和恒星日，完成教材上的表格。4.速度：任何一种圆周运动，总离不开角速度和线速度。角速度南、北极点无角速度，其余各地角速度都相等。约为15小时，14分钟，14秒。（根据360/24小时推算）线速度南、北极点无线速度，赤道处线速度最大（1670小时），线速度因纬度而不同-纬度越高线速度越小。（学生思考：为什么会得到这样的规律？）绘图说明。疑难解答：如何正确理解地球自转的角速度和线速度？角速度是作圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球是固体球，因此，自转时球面上各点在单位时间内转过的角度相同，也就是角速度相同。线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘以弧所对应的角。当角相同时，半径越长则弧长越长。地球上各点都是绕同一个自转轴旋转，纬度不同的地点，对应的自转半径就是当地纬圈的半径，这是粗略地把地球看成正球体，因此自转半径=cos赤道半径。可见，纬度越高，自转半径越小，转过的弧长越小弧长=自转半径转过的角度（弧度），也就是线速度越小。在南、北极点，自转半径为零，角速度和线速度均为零。板书一、地球的自转地球的运动自 转 自转中心 地 轴自转方向自西向东在北极上空看地球自转：逆时针转在南极上空看地球自转：顺时针转自转速度角速度南、北极点无角速度，其余各地角速度都相等。约为15小时，14分钟，14秒。 线速度南、北极点无线速度，赤道处线速度最大 （1670小时），线速度因纬度而不同-纬度越高线速度越小。自转周期23时56分4秒，为1恒星日。24小时，为太阳日二、地球自转的地理意义1.昼夜交替A.对昼夜的产生，应先演示，可以用地球仪加发亮的灯泡（或手电筒）、多媒体动画、挂图、板图等。再设问：为什么会产生昼夜？逐步引导学生得出：地球是个不发光、不透明的球体，在某一时刻，太阳只能照亮半个地球，亮的半球为昼，暗的半球为夜。那么昼与夜之间的界线叫什么呢？引出晨昏线概念。B.晨昏线概念较抽象，应以教师讲解为主，且配上不同视图。首先明确概念：昼、夜半球的分界线即为晨昏线，它是晨线与昏线的合称。晨线的西侧为夜，东侧为昼；昏线的西侧为昼，东侧为夜。如下图：AB为晨线，昏线在后面； CD为昏线，DE为晨线； FS为晨线，SG为昏线。最后强调，晨线与昏线的两端一定在极圈内。那么，晨昏线是固定的还是移动的呢？让学生思考，从而转入昼夜交替的学习。C.昼夜交替的原因是什么？学生易得出结论：地球的自转。可进一步深入，公转也会产生昼夜交替（用地球仪或多媒体演示），再说昼夜交替的周期是太阳日，所以昼夜交替的原因应表述为由于地球的运动。那么什么是昼呢？引导学生得出：理论上能看见太阳。能否看见太阳怎样表述呢？引出“太阳高度角”概念。D.对太阳高度角的概念、太阳高度的日变化、正午太阳高度，应用图示法（有条件的用多媒体动画）讲解。首先要讲清太阳高度角的概念，如下图。并强调太阳高度角总是小于等于90，这样就能了解正午后的太阳高度角了。正午太阳高度角（正午时过某地的经线方向的切线与太阳光线的夹角）是个非常抽象的概念，学生难以理解，必须结合地球仪、多媒体动画、示意图等慢慢讲解，切不可操之过急。弄清楚太阳高度概念后，就可让学生思考，怎样把太阳高度与昼夜联系起来，逐步引导学生得出：太阳高度大于0为昼，小于0为夜。E.昼夜交替的周期，只介绍结果就可以了，不必究其原因。太阳日的意义，可让学生通过阅读课文、思考后回答。2.地表水平物体运动的偏转对“地表水平运动物体的偏移”，（1）请一个学生在地球仪上滴红墨水，一种情况是地球仪不转动，一种情况是地球仪转动，让学生观察红墨水的线路变化，并总结；（2）可先让学生在教师指导下演示。方法是：画南、北半球极地投影图各一张，用铅笔点住极点，顺着经线往图外某点画直线，比较地球转与不转时的铅笔轨迹。再让学生总结偏转规律。偏转原因：地球自转偏移规律：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏。一名学生到黑板上绘图。其余学生在笔记本上绘图，理解地记忆偏移规律。实例分析：A.对长江三角洲的形成，可师生共同讨论完成。首先让学生思考，泥沙在河口为什么会沉积？（落差变小、河道变宽、海水的顶托等，造成流速降低），接着设问：为什么会主要形成在北岸，而不是在南岸？（地转偏向力的作用）B.火车运行，铁轨的受损程度问题。思考1：如果在北半球河岸边建楼房，最佳位置是左岸还是右岸？思考2：北半球A国一导弹实验基地要发射一枚落点在赤道的导弹，该国应选择什么样的角度发射？正南、偏东还是偏西？为什么？思考3：南北球某国一条河流中砂金含量较多，许多人在沙中淘金，这些人一部分在左岸，一部分在右岸，你认为哪些人的收获大？为什么？3,地方时与区时A.为使学生容易理解地方时的概念，可把定义改为：把某地太阳到达最高位置的时刻，定为正午12点，这样的时间叫地方时。再让学生议论，使用地方时有什么优缺点？（对当地居民来说，便于起居作息，对于交往来说，非常不便），从而引入区时讲解。B.“区时”学生在初中时学过，但已忘得差不多了，应重新学习。对时区的划分，最好用一张北半球的极地投影图说明。如下图：从应用性看，重点应放在区时的换算上。公式及注意事项如下： 某地区时已知区时小时相隔时区数 （相隔时区数：同在东时区或西时区的，大减小；分别在不同时区的，相加。即同减异加。：在已知时区东面的，取+；在已知时区西面的，取。即东加西减。计算时，一般把东十二区当作最东，西十二区当作最西。）关于有些国家使用区时中的一些特例，应作仔细介绍，以使学生能全面地了解区时的使用。板书1、昼夜交替A.昼夜的产生B.晨昏线C.昼夜交替的原因D.太阳高度E.昼夜交替的周期F.昼夜交替的意义2、沿地表水平运动物体的偏移A.偏移规律：北半球向右偏，南半球向左偏,赤道上不偏。B.实例分析：河流、气流、洋流、导弹发射等。3、地方时差A.地方时概念B.使用地方时的缺陷C.时区的划分D.区时 区时概念 区时的换算 使用区时的一些特例 E.国际标准时间 F.国际日期变更线三、地球的公转1.公转中心：太阳2.方向：自西向东（在北极上空看地球公转：逆时针转在南极上空看地球公转：顺时针转） 3.轨道：椭圆轨道，每年一月初在近日点、七月初在远日点。 远日点 近日点4.速度：近日点快，远日点慢（由上图分析）5.周期：365天6时6分10秒（一个恒星年）；365天5时48分46秒（一个回归年）板书三、地球的公转地球的运动公 转 公转中心 太 阳公转方向自西向东在北极上空看地球公转：逆时针转在南极上空看地球公转：顺时针转公转速度角速度近日点快，远日点慢，平均每日向东推进约1。线速度近日点快，远日点慢，平均约30S公转周期365日6时9分10秒，为1恒星年；365天5时48分46秒，为1回归年。 四、自转与公转的关系 地球在自转的同时围绕着太阳公转，因此，地球的运动是这两种运动的叠加。两者关系紧密。由于地球的自转平面叫赤道面，地球公转的平面叫黄道面，两者的夹角叫黄赤交角，其角度是2326。 1.黄赤交角：2326思考：如果黄赤交角扩大或缩小，地球上的五带的范围分别会发生什么变化？（启发学生分析问题）由于黄赤交角的存在，地球在围绕太阳公转的过程中，就产生了太阳直射点在地球上的变化。现场用地球仪模拟地球的公转，以讲台当做黄道面。联系初中的知识，说明四个节气的地球位置。 这种运动我们称它为太阳直射点的回归运动，其周期为365日5时48分46秒。思考：1.直射与斜射对于地球获得太阳能量的多少的关系。2.说出每年4月8月的太阳直射点的移动规律3.描述太阳直射点一年中的移动规律。板书四、自转与公转的关系1.黄赤交角2.太阳直射点的移动规律五、地球公转的地理意义教 学 内 容备注1.昼夜长短的变化A.昼夜长短的判断：晨昏线圈将任意一条纬线分成两份昼弧与夜弧，昼弧长则昼长，夜弧长则夜长。分析下图：太阳光的照射下，地球有了昼夜之分。晨昏线把纬线圈分割为两部分，一部分在昼半球，称为昼弧；另一部分在夜半球，称为夜弧。昼、夜弧的长短可表示昼、夜的长短。其分界线是晨昏圈，先由学生判断晨线和昏线。如图： ABC为昼弧，ADC为夜弧，比较这两条弧线的长短，就可以指导该纬度线上的昼夜的长短了。地球上无论任何一点的昼夜长短，我们都可以按照这种办法得出结果。布置相关练习，由学生判断某几个点的昼夜长短，教师指导。 D A B C在此基础之上，让学生阅读课本的三张插图，分别说明冬至日、夏至日、春秋分时昼夜长短随纬度的变化规律，分小组分析书本中的三个日照图，学生总结规律，每个小组的组长最后代表该组发言，最后老师总结昼夜长短的变化规律。 B.变化规律：（北半球为例，南半球相反）（1） 春分秋分（夏半年）：昼长夜短，纬度越高昼越长夏至：昼最长夜最短，北极圈以北出现极昼夏至（2） 秋分次年春分（冬半年）：昼短夜长，纬度越高昼越短冬至：昼最短夜最长，北半球以北出现极夜冬至（3） 春分日和秋分日：太阳直射赤道，全球昼夜等长，均为12个小时。日出点时间为6点，日落点时间为18：00。春分秋分例1：北半球夏至日时，下列城市的昼长，按由长至短的排列顺序，正确的是： （ ） A武汉、乌鲁木齐、台北、兰州 B乌鲁木齐、兰州、武汉、台北C乌鲁木齐、兰州、台北、武汉 D台北、武汉、兰州、乌鲁木齐例2：天安门广场升旗的时间随日出时间而变化，下列日期中，升国旗时间最早的是：A5月1日 B.6月1日 C.7月1日 D.10月1日思考：从5月1日到6月1日，北半球的昼夜长短的变化情况如何？（昼长夜短，且昼越来越长，夜越来越短。）2.正午太阳高度的变化A.正午太阳高度：（1） 太阳高度（角）：太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度。（2） 正午太阳高度（角）：一天中正午太阳高度最高，选择每一天的正午太阳高度来对比一年中的正午太阳高度的变化情况。B. 规律：同一时刻，正午太阳高度有太阳直射点向南北两侧递减。(由于地球是一个球体)。下图中，太阳高度由B点向C、A两点递减。 B A C推论：离直射点越近，太阳高度越大；越远越小。思考1）分析1-16图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？2）分析1-17B图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？3）分析1-18图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？总结正午太阳高度的变化规律如下：（1） 春（秋）分日：太阳直射赤道，正午太阳高度有赤道向两极递减。（2） 夏至日：直射北回归线，北回归线以北正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球（赤道以南）达到最小值。（3） 冬至日：直射南回归线，南回归线以南正午太阳高度达到一年中的最大值；北半球（赤道以北）达到最小值。活动：测量太阳高度角 用数学的原理设计出几种测量太阳高度的方法和计算方法。然后到校园中用几种测量方法实地测量，把测量的数据与计算数据进行比较，分析存在误差的原因，来学习或复习有关的知识，如时差、不同纬度上的太阳高度等。在校内垂直地竖一根杆，分组在秋分日、冬至日和第二年的春分日前后一二个月内，进行正午（影长最短的一刻）的影长的测量。每次观测时间的间隔以一周为宜，此间的太阳正午高度的变化约为2。根据由杆长和影长组成的三角形，用量角器在图上量算太阳高度角。由学生设计记录表格，形式不求一律，每次测量要在表格上作记录。在测量期间，要注意昼夜长短的变化，最好能测出或查到当日的日出和日落的时间予以记录。然后用实测的资料和生活经验说明当地一年中的正午太阳高度和昼夜长短的变化规律，从而了解四季的成因。可以思考1为什么当地影长最短的一刻并不一定是北京时间12时整？（这是由于当地经度和东经120存在经度差的原因）2如果不用立杆，是否也可以测出正午太阳高度？（可以利用楼房的投影和教室里太阳光线的位置等）3为什么夏至日的太阳高度最高，而且白天时间最长，但却不是一年中最热的一天？ 在讨论研究的基础上，对四季的成因有了较全面的了解。值得注意的是，这是一个在较长时间内连续测定和积累观测数据的探究性的小组活动，要求学生具有严格的科学态度，测量时间要准时（影长最短的一刻），测定影长要精确，把杆长和影长按比例绘制在图纸上，再用量角器精确量算角度。如何应用通用公式H=900-计算正午太阳高度角？首先要理解公式中各字母的含义，H代表正午太阳高度角，代表所求地点的地理纬度，代表当时太阳直射点的纬度。第二要注意的取值，若与在同一半球，取正值；若与在不同半球，取负值。例如：求400N，6月22日的正午太阳高度角：H=900-=900-16034/=73026/。若是12月22日的正午太阳高度则为：H=900-=900-63026/=26034/，第三若计算出H值为负值，则意味着该地正午太阳仍处于地平线以下，发生了极夜现象。如北纬700，12月22日的正午太阳高度角H=900-=900-93026/= -3026/。第四，同一天，有两条纬线上正午太阳高度角相同。例如：6月22日，正午太阳高度角为50的两条纬线是：500=90-，求出=63026/N或=16034/S。此例中两条纬线不在同一半球。还有两条纬线在同一半球，正午太阳高度角相同的例子。出示图片观察现象分析原因得出结论总结规律练习巩固实际应用 理解概念分析教材上图1-16、1-17、1-18此活动要求学生课外进行。要求学有余力的学生掌握这一通用公式。全球除赤道以外，同一纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度随季节而变化，使太阳辐射具有季节变化的规律，形成了四季；同一季节，昼夜长短和正午太阳高度随纬度而变化，使太阳辐射具有纬度分异的规律，形成了五带。3.四季的划分A.划分：（1）通用四季：3-5月为春季，68月为夏季，911月为秋季，