地球公转的意义（第一课时）2026-2027学年高中地理鲁教版（2019）选择性必修一

地球公转的意义第一单元

地球运动的意义第一课时地球公转的特征、正午太阳高度角核心素养目标理解黄赤交角、地球公转、太阳直射点回归运动是正午太阳高度、昼夜长短变化的成因掌握正午太阳高度、昼夜长短的纬度分布规律与季节变化规律，能结合二分二至光照图分析地理现象差异。综合思维对比赤道、回归线、极圈、温带等不同纬度地区，在正午太阳高度、昼夜长短、季节特征上的差异，理解地理现象的纬度分异规律。结合区域案例，分析公转意义对不同区域人类活动的影响差异。区域认知认识正午太阳高度变化、昼夜长短更替、四季与五带划分等公转地理意义对人类生产生活（农业种植、建筑采光、作息安排、节气文化）的深刻影响，理解人类活动需顺应地球运动规律。人地协调观运用地球仪、公转轨道模型、手电筒等工具，模拟地球公转、黄赤交角、太阳直射点移动过程，直观理解空间关系与运动规律。地理实践力学习重难点重点太阳直射点的回归运动昼夜长短的变化规律正午太阳高度的变化规律四季更替与五带划分难点光照图判读黄赤交角正午太阳高度计算与实际应用CONTENTS地球公转特征1太阳直射点的回归运动2正午太阳高度角的变化3知识总结与练习4课堂导入到北京天安门广场观看升旗仪式，是中华儿女的心愿与期盼。一年中的大部分日子，国旗升起的时刻就是天安门广场的日出时刻。下表为2018年天安门广场不同日期的升旗时刻。为什么一年中不同日子天安门广场的升旗时刻不相同？升旗时刻的变化规律是什么？日期3月21日6月22日9月23日12月22日升旗时刻（北京时间）6时16分4时46分6时03分7时33分01地球公转特征地球公转地球围绕着太阳做自西向东的运动，称为地球的公转。公转轨道地球公转基本特征地轴指向：地轴始终指向北极星附近轨道形状：公转轨道是近似于正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点。地球公转的方向自西向东。从北极和南极上空看，地球公转方向和地轴偏转方向都是不同的NNNN从北极上空看，呈逆时针方向从南极上空看，呈顺时针方向NNNNSSSSSSSS地球公转速度春分夏至秋分冬至近日点1月初远日点7月初速度最快速度最慢逐渐变慢逐渐变慢逐渐变快逐渐变快地球公转的轨道为椭圆形,造成日地距离不断发生变化。于日地距离的变化,太阳对地球的引力也发生变化地球公转的周期周期概念参考点时间长度意义1恒星年太阳中心连续两次通过地球与某一恒星连线的时间间隔恒星

365日6时8分10秒地球公转的真正周期

1回归年以太阳为参照物，是地球绕太阳公转一圈所需要的时间太阳

365日5时48分46秒

太阳直射点回归运动的周期公转轨道上二分二至日的判断地球公转轨道B14710万kmA15210万kmCD如右图，A点日地距离较近，1月初应为冬至日稍后，B点日地距离较远，7月初应为夏至日稍后，再结合地球的公转方向判断C为春分日稍后，D为秋分日稍后。日地距离法02太阳直射点的回归运动黄赤交角黄道平面:地球绕太阳公转的轨道平面；赤道平面:通过地心与地球自转轴垂直的平面；黄道平面与赤道平面的夹角。目前，黄赤交角是23°26′(一定时期内固定)地轴与黄道平面之间始终保持66°34′黄赤交角的特点一轴：地轴两面：黄道平面和赤道平面三角度：黄赤交角（黄道平面与赤道平面的夹角，为23°26′）地轴与黄道平面夹角（与黄赤交角互余，为66°34′）和地轴与赤道平面夹（90°）“一轴、两面、三角度”太阳直射点由于太阳与地球的距离极远，因此太阳光线可以近似的看成平行光线，地球表面是球面，不同地点的地平面并不重合，因此——任何时候太阳只能直射地球上一点，即只有一束光线是直射光线。太阳直射点就是日心与地心连线与地球表面的交点。太阳直射点的回归运动随着地球在公转轨道上位置的变化，地表受到太阳垂直照射的点(简称太阳直射点)在南、北回归线之间的周期性往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点的回归运动NNNN夏至6月22日春分3月21日秋分9月23日冬至12月22日北回归线南回归线赤道春分夏至秋分冬至次年春分1回归年=365日5时48分46秒太阳直射点每4天左右移动1个纬度太阳直射点的回归运动春分春分-夏至夏至夏至-秋分秋分秋分-冬至冬至冬至-次年春分直射赤道直射北半球，并向北移动直射北回归线直射北半球，并向南移动直射赤道直射南半球，并向南移动直射南回归线直射南半球，并向北移动太阳直射点回归运动的周期太阳直射点在南、北回归线之间的这种周期性往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点的运动周期为365日5时48分46秒，叫作1回归年。活动：探究太阳直射点的移动规律1.请在图1-2-5中标出二分二至日太阳直射点所在的位置，并用平滑的曲线连接起来表示太阳直射点的移动轨迹。活动：探究太阳直射点的移动规律2.在绘制的太阳直射点移动示意图中，标出元旦时太阳直射点所在的大致位置，并说明其移动的方向。元旦元旦时太阳直射点向北移动活动：探究太阳直射点的移动规律3.根据以上活动成果，归纳一年中太阳直射点的移动规律太阳直射点以一个回归年为周期（365日5时48分46秒），在南、北回归线之间往返移动。大约在每年6月22日前后（夏至日）到达北回归线、9月23日前后（春分日）到达赤道、12月22日前后（冬至日）到达南回归线、次年3月21日前后（春分日）回到赤道、6月22日前后（夏至日）再回到北回归线。方法技巧补充(1)在太阳直射点回归运动图上判断二分日的方法太阳直射点位于赤道上，若由南半球进入北半球，此时为春分日；若由北半球进入南半球，此时为秋分日。方法技巧补充(2)在公转轨道图上判断二分二至日的方法①连线法第一步：先确定出地球公转方向，如图1。(可根据地球自转、南北极指向等来确定地球公转方向)第二步：在图中过球心作地轴的垂线，即赤道，如图2。第三步：作直线连接左右两个球心，如图3。方法技巧补充第四步：如果直线指向北半球(北回归线)，为北半球夏至日，即图3中的A；如果直线指向南半球(南回归线)，为北半球冬至日，即图3中的C。第五步：再根据二至日的位置和公转方向，确定图3中的D为春分日，B为秋分日。方法技巧补充②垂线法(晨昏线法)a.过地心作太阳光线的垂线，该线为晨昏线(晨昏线与太阳光线始终垂直，且其所在平面通过地心)。b.观察南北极的极昼极夜状况，若北极圈及其以北地区出现极昼、南极圈及其以南地区出现极夜，则为北半球夏至日，反之为北半球冬至日。③看地轴北端的指向：“左倾左冬，右倾右冬”，即地轴北端向左倾斜，左面为冬至日(左图B)，向右倾斜，右面为冬至日(右图D)。03正午太阳高度角的变化太阳高度角地面太阳光线太阳高度角太阳光线与地平面之间的夹角（即太阳在当地的仰角），叫作太阳高度角，简称太阳高度。正午太阳高度角正午太阳高度（H）：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。正午太阳高度角空间变化规律同一时刻，各地正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。正午太阳高度角空间变化规律春秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减23°26′30°60°90°正午太阳高度南极圈南回归线赤道北回归线北极圈春秋分日正午太阳高度角空间变化规律夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减23°26′30°60°90°正午太阳高度南极圈南回归线赤道北回归线北极圈夏至日正午太阳高度角空间变化规律冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减23°26′30°60°90°正午太阳高度南极圈南回归线赤道北回归线北极圈冬至日正午太阳高度角时间变化规律正午太阳高度达到一年中最大正午太阳高度达到一年中最小既不是最大，又不是最小距太阳直射点最近的一天距太阳直射点最远的一天夏至日（6月22日）北回归线及其以北地区正午太阳高度角达到全年最大值；南半球正午太阳高度角达到全年最小值正午太阳高度达到一年中最大正午太阳高度达到一年中最小既不是最大，又不是最小距太阳直射点最远的一天距太阳直射点最近的一天正午太阳高度角时间变化规律南回归线及其以北地区正午太阳高度角达到全年最大值；北半球正午太阳高度角达到全年最小值冬至日（12月22日）正午太阳高度角时间变化规律春分、秋分太阳直射赤道，赤道上正午太阳高度达一年中最大值,其他地区正午太阳高度在最大值与最小值之间.知识拓展：正午太阳高度角的计算方式正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：知识拓展：正午太阳高度角的应用①楼间距问题北楼冬至日夏至日正南正北h南楼LH冬H夏以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L＞h·cotH。知识拓展：正午太阳高度角的应用②太阳能热水器的集热板的倾角问题地面（或楼顶）正午太阳高度角热水器仰角应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，即太阳能集热板与地面之间的夹角（α）和当天正午太阳高度角（H）互余，如图，α＋H＝90°时效果最佳。安装倾角＝两点纬度差知识拓展：正午太阳高度角的应用③确定地方时地面正午太阳高度角(正午太阳高度)地方时12时当某地太阳高度达一天中的最大值时，日影最短，当地的地方时是12时。知识拓展：正午太阳高度角的应用④确定房屋朝向为了获得最充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南。南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。知识拓展：正午太阳高度角的应用⑤判断日影长短及方向直射点无日影日影长度日影长度·太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。·日影永远朝向背离太阳的方向。北回归线以北的地区：正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日日影最短。南回归线以南的地区：正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日日影最短。南、北回归线之间的地区：正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短。04知识总结与练习知识总结课堂练习山东省鄄城县（36°N，116°E）文旅部门在城中广场安装了一台日晷。初始安装时，晷面与地面平行，晷针垂直于晷面。文旅部门计划于2026年夏至日调整日晷的倾斜角度，使其能够准确计时（如下图所示），并作为地理科普与文旅融合的互动景观。据此完成下面小题。1.该日晷要达到使其能够准确计时的效果，需要将晷面()A.南侧抬高，倾斜54° B.南侧抬高，倾斜36°C.北侧抬高，倾斜54° D.北侧抬高，倾斜36°2.调整当日可观测到日影在晷盘上移动，推测日影在晷盘上的位置及移动方向()A.背面顺时针 B.背面逆时针

C.正面顺时针 D.正面逆时针课堂练习1.答案：A解析：日晷准确计时的核心是晷针需平行于地轴，这样晷针的影子才能均匀移动，对应真太阳时。当地纬度为36°N,因此晷针与地面的夹角应等于当地纬度(36°),才能与地轴平行，晷针垂直于晷面，因此晷面需要与地面的夹角=90°-36°=54°。初始安装时晷面与地面平行，因此晷面需要南侧抬高，才能使晷针朝北、与地轴平行。综上，晷面需南侧抬高，倾斜54°,故选A。2.答案：C解析：调整后的日晷，晷面分为上(正面，朝北)、下(背面，朝南)两部分。夏至日，太阳直射北回归线(位于赤道以北),因此太阳光线一直照射在晷面的正面(朝北一侧)。面朝南观察晷盘正面，太阳视运动为顺时针方向，因此晷针影子在晷面上呈顺时针方向移动，故选C。课堂练习太阳能定日跟踪系统可以使太阳能电池板随时保持正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，可显著提高发电效率。下图是我市某单位（39°N，117°E）安装了定日跟踪系统的太阳能电池板。完成下面小题。3.由于太阳直射点的回归运动，每天正午时该太阳能电池板与地面的夹角都在变化，这个夹角一年内的变化幅度应约为()A.23.5° B.36° C.47° D.66.5°4.今天（1月初）日出时，该太阳能电池板的朝向是()A.东南 B.东北 C.西南 D.西北课堂练习3.答案：C解析：从图中可知，太阳能电池板与水平面的夹角与当日正午太阳高度互余。因此，太阳能电池板与水平面的夹角=太阳直射点的纬度与当地的地理纬度之差。该地纬度为39°N，夏至日太阳正午高度最大，此时太阳直射点位于北回归线（23°26'N），太阳能电池板与水平面的夹角=39°-23°26'，冬至日太阳正午高度最小，此时太阳直射点位于南回归线（23°26'S），太阳能电池板与水平面的夹角=39°+23°26'。则太阳能电池板一年内理论上与地面的夹角变幅应为2×23°26'=46°52'≈47°。C正确，ABD错误。故选C。4.答案：A解析：该日为1月份，太阳直射南半球，全球（除极昼、极夜地区）日出东南，故“安装了定日跟踪系统的太阳能电池板”朝向东南，A正确；BCD错误。故选A。课堂练习下图中AB为晨昏线的一部分，此时地球位于远日点附近。据此完成下列题目。5.此时，太阳直射点的位置为()A.(20°