《地球的自转和公转运动》教学设计

必修一第一章宇宙中的地球《地球的自转和公转运动》教学设计何力艳湖南省资兴市一中电话课导入〕同学们，我们生活的这颗星球叫什么呀？（学生：地球！）那你们有没有感觉到它在动呢？（学生：没有。）那我告诉你们，其实地球每时每刻都在转动，而且在以任何一辆高速行驶的列车都无法企及的速度在转动，好，今天就由我和大家一起来研究地球的运动。（讲授新课）老师：那么地球究竟是否在运动？是否可以通过一些实验来证明它呢？早在157年前法国实验物理学家傅科进行了著名的傅科摆实验，证明地球确实在运动。资料(幻灯片显示)：傅科（JeanBernardLeonFoucault,1819～1868）法国实验物理学家。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11°20'（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。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。课后，我们同学们可以去做一个这样的实验：拿个洗脸盆装一盆水，在水面上放一根牙签，在牙签的一端作个记号，让水面保持相对静止，隔10多个小时后去观察，看作记号的牙签这端是否位置发生了改变？它是怎样移动的？过渡：以上实验证明：地球确实在运动。那么地球究竟究竟有那些运动形式？最重要与人类关系最密切的又是什么呢？幻灯片：地球的运动是多种运动的叠加绕地球和月球的质点中心旋转绕太阳公转绕地轴自转随太阳绕银河系中心旋转随银河系在宇宙中运动其中最重要、与人类关系最密切的是地球的自转和公转。今天我们主要来研究地球自转和公转的基本特征。先请一个同学回顾初中的知识演示地球的自转展示Flash动画：地球的自转利用地球仪讲解：地球总是侧着身子自西向东绕地轴转动，我们这叫地球的自转。从北极上方看：逆时针方向转；从南极上方看：顺时针方向转。幻灯片：课堂练习提问：那么地球自转一圈需要多长的时间呢？(有的同学说：23时56分4秒有的同学说：24小时)教师：其实两个都是地球自转的周期，前者是一恒星日，后者是一太阳日.幻灯片：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，恒星连续两次通过同一子午圈平面的时间间隔为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同一子午圈的时间间隔平均为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360º，一个太阳日内一球自转了360°59′,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，展示Flash动画：恒星日与太阳日讲解教材16页图1-12太阳日与恒星日示意图。完成活动题过渡：任何作圆周运动的物体都有角速度和线速度幻灯片：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.地球自转的角速度=旋转一周的角度自转的周期=360°恒星日=360°23时56分4秒»360°24时=15°小时=1°4分钟线速度是单位时间转过的弧长。展示Flash动画：地球的自转速度幻灯片：地球自转的角速度和线速度图讲解：赤道的线速度为1670㎞／小时，任何地点的线速度为赤道的线速度乘以该地点纬度的余弦值。故南北纬60度的线速度是赤道的一半。约837㎞／小时.我们可以测得资兴的线速度为1503㎞／小时，所以我们每天都乘坐在一辆超高速行驶的地球车上。请同学们闭上眼睛想象一下。体验一下飙车的感觉。幻灯片：表格归纳地球自转的基本特征。过渡：地球不仅自转，还在绕太阳公转。展示Flash动画：地球的公转边展示动画边要同学归纳：地球公转的方向、轨道。讲解：地球公转的周期：1恒星年：365天6小时9分10秒。提醒同学注意区别一回归年：365天5小时48分46秒。地球的公转速度：展示Flash动画：利用开普勒第一定律解释地球公转的角速度和线速度：近日点快，远日点慢幻灯片：图表归纳地球公转的基本特征。〔课堂演练〕读“地球公转轨道和恒星年示意图”，回答下列问题。(1)地球绕日公转的轨道是。(2)在A、B、C三点中，地球公转速度最快发生在点。(3)每年7月初，地球位于点。(4)恒星年的时间是，回归年的时间为，地球绕日公转的真正周期是。(5)在图上用箭头表示出从北极上空观察到的地球公转方向。答案：(1)近似正圆的椭圆(2)C(3)A(4)365日6时9分10秒365日5时48分46秒一个恒星年(5)(略)表格总结：地球自转与公转形式的比较课堂演示：请两个同学回顾今天所学知识分别模拟演示地球的自转和共同演示地球的公转。布置作业：1.以两个同学为一小组，模拟演示地球的自转和公转。2.《学海导航》第9-10页。板书设计一、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，1°／4分钟，1′／4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。自转周期为23时56分4秒，即1恒星日。二、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30㎞／S公转周期365日6时9分10秒，为1恒星年。