地球自转与公转特征

第3讲地球自转与公转特征［教师导言］地球自转与公转是地球运动的基本形式，对人类生活的地理环境产生重大的影响。掌握“地球自转与公转特征”的相关知识，需要同学们具备较强的推理判断能力和空间想象能力，是学习地球自转与公转地理意义的基础，也是历年高考命题所钟情的内容。［考试要点］地球自转的方向、周期和速度；地球公转的方向、轨道、周期和速度等公转特征；黄赤交角［要点剖析］在本讲的考试要点中，主要讲解两个方面的内容，首先明确地球自转与公转的方向、周期和速度等运动特征；其次探讨地球自转与公转运动之间的关系，提高同学们空间思维能力及对地理知识的综合分析能力。一、地球自转与公转的特征（一）方向的判断地球自转的方向：围绕地轴自西向东运动，地轴的空间位置基本上是稳定的，地轴北端始终指向北极星附近。如果从北极上空看，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。（北逆南顺）图1图1地球自转方向的判断⑴根据地球自转的方向判断东西，确定南北半球；⑵根据经纬度的变化规律或极点的位置，判断地球自转方向，确定南北半球;确定日照图中的方向：图2-2图2图2-4

图2-2图2图2-4侧视图中，根据北极上空地球呈逆时针方向旋转，南极上空地球呈顺时针方向旋转，来确定东西方向；极地俯视图中，根据北逆南顺的方法来判断南北半球，确定东西方向；经纬网图中，根据经纬线的分布和经纬度的变化规律，判断南北半球，确定地球自转方向；展开图中，根据经纬度的变化特征来确定方向。注意图2-3中坐标上经纬度的标注，和我们熟悉的图有所不同，读图时，只要将图按逆时针方向旋转90°，就可以得到“上北下南”的日照图了。地球公转的方向和轨道：⑴方向：和自转的方向一样自西向东，如果从北极上空看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。⑵轨道：称为黄道，是一个近似正圆的椭圆轨道。太阳位于椭圆的一个焦点上，每年1月初，地球位于近日点；每年7月初，地球位于远日点。注意：近日点、远日点与两至日的时间差异，夏至日地球接近远日点，冬至日地球接近近日点。（二）周期的比较自转的周期一一，恒星日与太阳日地球自转一周的时间随观测参照物的不同而不同。由于地球在自转的同时还在绕日公转，由此产生了“恒星日与太阳日”的差异，以天空中遥远的恒星为参照物，地球自转一周所用的时间称为恒星日，以太阳为参照物，相应的周期称为太阳日。表1：恒星日和太阳日的差异周期地球自转的角度参照物所用时间意义恒星日360°相对静止的恒星23小时56分4秒地球自转的真正周期，用于宇航、天文观测等科学研究。太阳日360°59相对移动的太阳24小时昼夜交替的周期，是日常生产和生活所用的周期。2.公转的周期一一，恒星年与回归年类似的道理，由于太阳周年视运动的参照物不同,则年的长度也不相同。常用的有恒星年和回归年。简单地说：恒星年是以某遥远的恒星为参照物，地球沿黄道运行一周（360°）所需的时间，是地球公转的真正周期，时间长度为365日6时9分10秒。它应用于天文。回归年是以太阳为参照物，是太阳直射点在南北回归线之间往返运动的周期，时间长度为365日5时48分46秒。回归年比恒星年短，主要用于历法。对于恒星年和回归年这组概念，同学们同样可以采用列表对比的方法进行归纳、总结。（三）速度的计算：地球自转的速度⑴地球自转的角速度是指地球在自转的过程中，单位时间里转过的角度。自转的角速度=360°/恒星日e15°/小时，即1°/4分钟，除南北极点为0外，其它各点均为150/小时。⑵地球自转的线速度指地球在自转的过程中，单位时间里转过的弧长。自转线速度V=2nRcos0（自转的周长）/恒星日式中R是赤道半径，④为地理纬度。它由赤道向两极逐渐减小为0。南、北极点无论角速度、线速度均为0。利用公式，可算出赤道、北纬30°、北纬60°处的自转线速度。（赤道）=2nR：23小时56分4秒^1670千米/小时（北纬30°）=V（赤道）Xcos30°e1447千米/小时

V（北纬60°）=v（赤道）Xcos60°e837千米/小时自转线速度特点：自转线速度与地理纬度成反比，与海拔高度成正比。图5地球公转的速度读“日地距离和公转速度示意图”（图4）,观察角速度和线速度的关系⑴公转的角速度图5地球在公转轨道上大约每日东进1°。⑵公转的线速度：地球公转的线速度平均30千米/秒。根据开普勒定律：日地连线在相等的时间里扫过的面积相等。地球公转速度特征：地球公转是不等速的，近日点（1月初）较快，此时太阳直射南半球；远日点（7月初）较慢，此时太阳直射北半球。总结：地球自转和公转特征的比较表2:地球自转和公转概况的比较比较项目地球自转地球公转运动轴心及轨道绕地轴旋转，地轴北端始终指向北极星附近，并与公转轨道面成66034'夹角。（1）轨道为黄道，是一个近似正圆的椭圆轨道。（2）太阳位于椭圆的一个焦点上，地球有近日点（1月初）和远日点（7月初）之分。方向自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。周期（1）恒星日，自转3600，23时56分4秒，是真正周期。（2）太阳日，自转360059'，24小时，是日常所用周期。⑴恒星年，公转3600，365天6时9分10秒，是真正周期。（2）回归年，太阳直射点移动一个周期，365天5时48分46秒，是日常所用周期。速度（1）角速度，除极点为0夕卜，其它各点均为150/小时。（2）线速度，自赤道向极点逐渐减小为0。（1）位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢。（2）平均角速度为每日约10（3）平均线速度为30千米/秒二、地球自转与公转运动之间的关系一黄赤交角含义：地球自转和公转是同时进行的。地球运动是地球自转与公转运动叠加、合成的结果。有自转，就有赤道平面，有公转，就有黄道平面。赤道平面与黄道平面之间的夹角即为黄赤交角。其夹角目前为23°26'。意义：由于黄赤交角的存在，太阳直射点在地球南北纬23°26'（即南北回归线）之间作回归运动，从而引起地表各地获得太阳辐射能量的差异。这部分内容将在第五讲《黄赤交角及其影响》中重点讲解，这里就不再赘述。［自主测评］一、选择题（一）单项选择题：在下列每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目的要求。

1.与毛泽东主席诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”最接近的地点是（）900W,890SB.800E,400NC.100E,100SD.1800W,700N在南极上空看，甲机沿南极圈作逆时针方向飞行；在北极上空看，乙机沿北极圈作顺时针方向飞行，这两架飞机的飞行方向（）凡都自西向东飞行B-都自东向西飞行C.甲机向东飞行，乙机向西飞行D.甲机向西飞行，乙机向东飞行1851年，法国物理学家傅科在巴黎大教堂的穹顶下安了一个巨摆进行实验，成功地证明地球是在自转的，这就是著名的傅科摆实验。据此完成3〜4题。假定在北极点放置一个傅科摆，初始时摆沿900W和900E线摆动（如图6），三个小时以后此摆的摆动方向是（）沿45°E〜135°W摆动沿45°E〜135°W摆动沿45°W〜135°E摆动沿90°E〜90°W摆动沿0°〜180°经线摆动物）的情况是（）1519物）的情况是（）1519年，葡萄牙航海家麦哲伦从西班牙出发向西做环球航行。图7是由于傅科摆所证明的地理现象，造成平直河道两岸冲刷与堆积（阴影部分为堆积1522年9月4日，幸存的十几名船员回到西班牙。据此回答5〜6题。幸存者回到西班牙后，惊讶地发现他们记录的日期和当地居民的日期相差一天，下列叙述正确的是（）船员记录的日期是9月3日B.船员记录的日期是9月5日C.可能是9月3日也可能是9月5日D.如果船员提高航速，那么相差时间缩短船员所经历一天的长度（）A.是-个太阳日B.是-个恒星日C.长于24小时D.短于24小时图8中的中心点为极点，阴影部分表示夜半球，且晨昏线与东西半球的分界线恰好重合，回答7—8题：此时太阳直射点的地理坐标是A.0°，70°EB.23°26'N，20°W180°图8C.0°，110°WD.23°26'S，100°E

若地球公转速度处于一年中逐渐加快的阶段，则此时北京时间为180°图8A.3月21日15时20分B.3月21日8时40分C.9月23日15时20分D.9月23日8时40分（二）双项选择题：在下列每小题给出的四个选项中，有两项符合题目的要求。下列地球绕日公转的示意图（图9）中，正确的一组是（）图9图9TOC\o"1-5"\h\z太阳直射点有规律地南北移动的原因是（）人自转方向与公转方向一致B.地轴的空间指向不变C.黄赤交角的存在D.太阳光线的直线传播下列时间中，地球公转的线速度越来越快的是（）A.9月23日到次年1月初B.1月初到3月21日C.3月21日到7月初D.7月初到9月23日下列说法正确的是（）地球公转时，地轴与黄道面斜交成66034/的角地球先自转，然后开始公转10月1日太阳直射点在南半球D.地球公转产生的黄赤交角恒定不变图10二、综合题读图10，回答下列问题：图10（1）在图中用箭头表示地球绕日公转的方向。（2）图中字母所示的地球在公转轨道上的位置分别是：表示近日点的是，地球经过该点的时间是。表示远日点的是，地球经过该点的时间是。表示北半球夏至的是，冬至的是（3）当地球公转到A点时，北半球各地白昼长度达一年中的—，亚洲大陆—（气压中心）控制，我国东部地区盛行风。（4）自D点开始，9个月后，地球公转到点（A.B、C、D），美国纽约昼长约为小时。（5）地球由C点公转到F点的过程中，公转速度如何变化？（6）地球由A点公转到D点的过程中，扬州的正午太阳高度如何变化?（7）地球由B点向后的一个月内，北半球的昼夜长短如何变化？。阅读下列资料，并结合有关地理知识，回答问题。北极地区的战略位置重要，资源丰富。近年来，我国多次组织科学考察队在北极地区开展多领域考察研究。2004年7月28日中国北极黄河站（约79°N，12°E）在北极地区建成并投入使用。这是继南极长城站（约62°S，59°W）、中山站（69°S，76°E）之后我国第三座极地科学考察站。⑴下列关于该地区的叙述中，正确的是（多项选择）海岸线曲折，建港条件好北冰洋连接三大洲两大洋，位置重要世界上淡水含量最丰富的地区摩尔曼斯克是北极圈内最著名的不冻港⑵在北极地区的夜空，经常出现色彩绚丽的光弧，被称为,它主要是由来自太阳外部层的带电粒子流与地球高空大气碰撞而产生的。⑶我国三个极地考察站中，位于西半球的是站，地球自转线速度最大的是—站。⑷一年中，黄河站极昼持续时间大约为（单项选择）A.