1.1+地球的自转和公转+2026-2027学年高二上学期高中地理人教版（2019）选择性必修一

第一节

地球的自转和公转人教版·选择性必修一第一章

地球的运动新课导入为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动？北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？2011年11月一个晴朗无月的夜晚，在中国科学院国家天文台兴隆观测站，拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达6小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片（图1.1）。图1.1在兴隆观测站拍摄的星轨照片核心素养人地协调观通过认识地球自转与公转运动的基本规律，理解地球运动是客观存在且遵循自然法则的，人类活动应尊重地球运动的规律，树立顺应自然的观念区域认知依据黄赤交角及太阳直射点回归运动，理解不同纬度地区接受太阳直射的情况不同，形成太阳辐射随纬度分布存在区域差异的空间认知。综合思维将自转、公转、黄赤交角等要素综合联系，分析各运动特征如何共同作用形成太阳直射点的回归运动，培养多要素相互作用的整体分析能力。地理实践力通过绘制地球公转轨道示意图、标注二分二至日太阳直射点位置等活动，在动手实践中验证地球运动规律，提升地理作图与空间想象能力。课标要求：结合实例，说明地球运动的地理意义教学重难点

01重点地球自转和公转运动的特点黄赤交角的形成及影响

02难点地球自转和公转运动速度的变化规律太阳直射点的回归运动目录CONTENTS01地球的自转02地球的公转03黄赤交角及其影响PART1地球的自转概念及自转轴概念：地球绕其自转轴的旋转，叫地球的自转。地轴：是连接南北极点且通过地心的遐想轴地轴不参与自转，北端始终指向北极星附近知识拓展西藏阿里古格遗址冰岛的星轨北极星仰角和当地纬度的关系①北半球某地观察北极星的仰角=当地纬度。如图中∠1=∠4②纬度越高，北极星仰角越大。若A地位于北极点，则∠1=90°；若A地位于赤道，则∠1=0°。③在南半球观察不到北极星。自转方向方向俯视：“北逆南顺”SN侧视：“自西向东”逆时针顺时针思考图1.2地球自转示意如果从北极上空看地球，它是做顺时针方向旋转，还是做逆时针方向旋转？如果从南极上空看，情况又是怎样呢？从北极上空看，地球做逆时针方向旋转；从南极上空看，地球做顺时针方向旋转知识拓展利用经度法判断地球的自转方向地球自西向东自转，因此东经度增大的方向与自转方向一致，而西经度增大的方向则与自转方向相反。30°E100°E100°W30°W20°W0°10°E170°E180°160°E地球自转方向自转周期图

太阳日与恒星日注：E₁作为地球的初始位置，当地球位于E₂时，地球已自转360°;当地球位于E₃时，地球已自转360°59'。太阳日概念：某地经线连续两次通过太阳与地心连线的时间间隔参照物：太阳自转角度：360°59′时间长度：24时意义：为昼夜更替的周期、太阳高度日变化的周期，多用于生活和生产自转周期图

太阳日与恒星日注：E₁作为地球的初始位置，当地球位于E₂时，地球已自转360°;当地球位于E₃时，地球已自转360°59'。恒星日概念：某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔参照物：遥远的恒星（除太阳外）自转角度：360°时间长度：23时56分4秒意义：是地球自转的真正周期，多用于科学研究知识拓展太阳日与恒星日的差异成因当地球位于E1时，图中遥远的恒星M、太阳与观察者P、地心位于同一直线上当地球公转到E2时，地球已自转360°，观察者P位于恒星M和地心连线上。E1到E2的时间间隔为1恒星日当地球公转到E3时，地球已自转360°59′，观察者P位于太阳和地心连线上。E1到E3的时间间隔为1太阳日结论：恒星日是地球自转的真正周期，太阳日比恒星日长3分56秒是因为地球在自转的同时还在绕太阳公转自转速度图1.3地球自转角速度和线速度角速度概念：地球表面某点单位时间转过的角度

大小及变化规律：地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都约为15°/h，每4分钟转动约1°角速度：除南、北极点外都相同。注：360°÷24=15°/h自转速度图1.3地球自转角速度和线速度线速度概念：地球表面某点单位时间转过的弧长

角速度：除南、北极点外都相同。注：cos60°=1/2，故60°纬线上的线速度约是赤道上线速度的一半线速度：赤道最大，向两极逐渐减小。思考图1.3地球自转角速度和线速度1.地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？地球自转线速度由赤道向两极递减，赤道最大，极点为02.南北两极点的角速度和线速度分别是多少？南北两极点的角速度和线速度都是0知识拓展地球自转线速度计算公式的推导赤道PφRrNS设赤道上某点的自转线速度为ν0，由于赤道的周长约为4万千米,故ν0≈40000/24≈1670(km/h)(此处四舍五入为整十数)。可利用数形结合的方法推导出其他地点自转线速度的计算公式。如左图所示，P点的纬度为φ,其纬线圈的半径为r,地球的半径为R,则r=Rcosφ,P地自转线速度=2πRcosφ/24≈1670cosφ(km/h)知识拓展地球自转线速度的主要影响因素及应用影响地球自转线速度的主要因素因素影响关系纬度海拔相同的地区，纬度越低，线速度越大负相关海拔同一纬度地区，海拔越高，线速度越大正相关知识拓展地球自转线速度的主要影响因素及应用地球自转线速度大小的应用北判断南北半球：由北向南，自转线速度越来越大的为北半球，越来越小为南半球，右图中A、B两地位于北半球判断纬度带：自转线速度0—837km/h→高纬度地区；自转线速度837—1447km/h→中纬度地区；自转线速度1447—1670km/h→低纬度地区；由上图中A位于中纬度地区，B位于高纬度地区知识拓展地球自转线速度的主要影响因素及应用地球自转线速度大小的应用北判断地势高低：地球自转线速度等值线凸向数值小处，该地线速度比同纬度其他地区大，该地地势较高，如图中A地可能位于山地、高原等判断地势高低：地球自转线速度等值线凸向数值大处，该地线速度比同纬度其他地区小，该地地势较低，如图中B地可能位于谷底、盆地等

5月29日晚，搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射，发射取得圆满成功。PART2地球的公转地球公转基本特征概念概念：地球绕太阳的运动，叫作地球的公转。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公转周期周期概念参考点时间长度意义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秒地球围绕太阳公转不到360°

太阳直射点回归运动的周期，多用于生产和生活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秒地球围绕太阳公转360°地球公转的真正周期

，多用于天文学研究现行的公历就是按回归年的长度制定的，平年为365日，闰年为366日根据公转一周的角度和周长，结合公转周期，得出公转的平均角速度约1°/d，平均线速度约30km/s公转轨道与速度公转轨道：地球公转的轨迹，是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上春分夏至秋分冬至近日点1月初，地球距离太阳最近远日点7月初，地球距离太阳最远速度最快速度最慢逐渐变快逐渐变快逐渐变慢逐渐变慢角速度：61′/d线速度：30.3km/s角速度：57′/d线速度：29.3km/s思考公转轨道上二分二至日的判断春分点和秋分点把地球公转轨道等分为两部分。通常年份，北半球夏半年（自春分日至秋分日）的日数是186天，冬半年（自秋分日至次年春分日）的日数是179天。造成这种日数差异的原因是什么？图1.4地球公转轨道示意造成这种日数差异的原因是地球公转速度不同。自春分日至秋分日,地球经过远日点,在远日点附近地球公转较慢,所用时间较长;自秋分日至次年春分日,地球经过近日点,在近日点附近地球公转较快,所用时间较短。知识拓展公转轨道上二分二至日的判断如右图，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。日地距离法地球公转轨道B14710万kmA15210万kmCD知识拓展公转轨道上二分二至日的判断①连接日心和地心，将该线作为太阳光线。②该线与地球表面的交点为太阳直射点（因为太阳光线与该点的地球表面垂直）。③观察该点所在的南北半球位置，若在北半球（B点）则为北半球夏至日（太阳直射北回归线），若在南半球（D点）则为北半球冬至日（太阳直射南回归线）。地轴倾向法（连线法）知识拓展公转轨道上二分二至日的判断①过地心（图中圆心）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）。②观察南北极的极昼极夜状况，若北极圈内出现极昼、南极圈内出现极夜（阴影代表黑夜），则为北半球夏至日，反之为北半球冬至日。垂线法（晨昏线法）PART3黄赤交角及其影响黄赤交角图1.5黄赤交角与二分二至日地球的位置（北半球）概念：赤道平面与黄道平面之间的交角过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面地球公转轨道平面称为黄道平面赤道平面与黄道平面之间存在一个交角，叫作黄赤交角。目前的黄赤交角是23°26′。特点：地球在公转过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看作是不变的。知识拓展黄赤交角的特点黄赤交角一轴：地轴，连接南北极点且通过地心的假想轴二面：黄道平面，地球公转的轨道平面

赤道平面，过地心并与地轴垂直的平面三个基本不变：在地球公转过程中，地轴的空间指向基本不变，其北端始终指向北极星附近

地球自转和公转方向不变

黄赤交角大小在一定时期内可看作是不变的，目前为23°26′※公转中三不变，导致太阳直射点在南北回归线之间做回归运动黄赤交角的影响太阳直射点：地表接受太阳垂直照射的点。太阳光日心地心太阳直射点地心与日心连线和地球表面的交点由于太阳光线是平行光线，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。黄赤交角的影响太阳直射点南北移动的原因：由于黄赤交角的存在，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。日期太阳直射点位置及移动方向春分日（3月21日前后）太阳直射赤道，之后太阳直射点进入北半球，且向北移动夏至日（6月22日前后）太阳直射23°26′N（最北），之后太阳直射点逐渐向南移动秋分日（9月23日前后）太阳直射赤道，之后太阳直射点进入南半球，且向南移动冬至日（12月22日前后）太阳直射23°26′S（最南），之后太阳直射点逐渐向北移动黄赤交角的影响太阳直射点南北移动的规律黄赤交角的影响太阳直射点的回归运动23°26′N0°23°26′S春分日（3月21日前后）夏至日（3月21日前后）秋分日（9月23日前后）冬至日（12月22日前后）春分日（3月21日前后）概念：太阳直射点在南、北纬23°26′之间往返运动周期：一回归年※太阳直射点回归运动是曲线运动,不是匀速运动。但是在地理试题中如涉及相关计算,通常将太阳直射点的回归运动看作匀速运动。在一个回归运动周期里，太阳直射点南北往返运动跨越的纬度为23°26'x4=93°44',据此可估算出其平均速度约为每月8°或每4天1°。活动绘制太阳直射点回归运动示意图按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹。赤道南回归线北回归线1.在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线。2.在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点。3.结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。春分夏至秋分冬至自学窗《授时历》——我国历史上使用时间最长的历法1276年，郭守敬（图1.7）主持编制新的历法。为完成这项划时代的任务，郭守敬发明、创制许多当时十分先进的测量仪器。其中，在古代浑天仪基础上简化、制造的简仪（图1.8），是郭守敬发明的最重要的天文观测仪器，其刻度精细，比西方国家类似仪器早了300多年。图1.7北京古观象台的郭守敬像图1.8北京古观象台的简仪模型自学窗《授时历》——我国历史上使用时间最长的历法利用这些仪器，郭守敬在全国设置27个观测台站，开展大规模的观测活动。他主要进行了日影、北极星高度、春分秋分日出日落时间等的测定。观测台站分布范围广，北至64.5°N，南至15°N，东至128°E，西至102°E。在掌握大量一手测量数据的基础上，郭守敬结合历史记录中部分比较准确的数据，计算出一年的长度是365.2425日。这个值与回归年365.2422日相差甚小。据此，郭守敬于1280年完成了新的历法——《授时历》，这是当时世界上最科学、最精确的历法，也是我国历史上使用时间最长的历法。郭守敬计算的回归年的精度与后来世界通用的公历一致，但比公历早300年。《授时历》编制不久即传播到日本、朝鲜，并被采用。地球的自转轴北端始终指向北极星附近,在地球自转过程中，北极星相对于地球是不动的。我们在地球上感觉不到地球的自转,所以看到夜空中的恒星在不断地“运动”。因此伴随着地球自转,北极星周围的恒星看起来都围绕北极星附近做圆周运动。在北半球,北极星的仰角等于当地的纬度,纬度越高,北极星相对地平线的高度越高。导入回顾

2011年11月一个晴朗无月的夜晚，在中国科学院国家天文台兴隆观测站，拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达6小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片（图1.1）。为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动？北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？图1.1在兴隆观测站拍摄的星轨照片课堂小结地球的自转概念自转轴方向自转周期自转速度地球的公转概念公转方向公转周期公转轨道和速度黄赤交角黄赤交角黄赤交角的影响课堂小练下图为以极点为中心的四幅图。读图，完成下面小题。1．四图中能正确地反映地球自转方向的是（

）A．甲、乙 B．丙、丁 C．乙、丙 D．甲、丙解析：地球自转方向自西向东，从北极点向下俯视表现为逆时针方向，从南极点向下俯视表现为顺时针方向。根据四图中经度可以判断出，甲、丁两图是以北极点为中心的图，自转方向都应该是逆时针，而丁为顺时针，故甲图正确、丁图错误；乙、丙两图都是以南极点为中心的图，自转方向应该为顺时针，而乙图为逆时针，故乙图错误、丙图正确。故选D。D下图为以极点为中心的四幅图。读图，完成下面小题。2．下列说法正确的是（

）A．除c地外，其余三地自转的角速度都相同B．如果以恒星为参照物，地球自转一周所需时间为24小时C．图中a、b、c三地均为低纬地区D．仅考虑纬度因素，四地中太阳辐射总量最大的是d地解析：除极点外，全球角速度相同；读图可知，a、b、c、d四地中c地位于极点，角速度为0，其余三地角速度相同，约为15°/小时，A正确。如果以恒星为参照物，地球自转一周所需时间为一个恒星日，长23小时56分，24小时为一个太阳日的时长，B错误。图中a、b、c三地中，a位于低纬度、b位于低纬度与中纬度的分界线上、c位于高纬度，C错误。仅考虑纬度因素，一般纬度越低，太阳高度角越大，太阳辐射越强；反之纬度越高，太阳辐射越弱；四地中，a地纬度最低，年太阳辐射总量最大，D错误。故选A。A下图是地球表面某区域自转线速度等值线分布图。据此完成下面小题。3．图示区域大部分位于（

）A．北半球中纬度 B．北半球低纬度 C．南半球中纬度

D．南半球低纬度解析：图中线速度由南向北逐渐减小，可判断图示区域位于北半球，排除CD；赤道地球自转线速度为1670千米/小时，30°N地球自转线速度为1447千米/小时，60°N地球自转线速度为837千米/小时，故根据图中的数值可推知图示区域大部分位于中纬度，A正确，排除B。故选A。A下图是地球表面某区域自转线速度等值线分布图。据此完成下面小题。4．图中a、b两点纬度相同，但地球自转的线速度明显不同，原因是（

）A．a点海拔低，自转线速度大 B．a点海拔高，自转线速度大C．b点海拔低，自转线速度大 D．b点海拔高，自转线速度大解析：影响地球自转线速度大小的因素不仅包括纬度，还包括海拔等因素。由等值线分布可知，图中a处的线速度为870-900千米/小时，比同纬度的b处（840-870千米/小时）大，CD错误；同一纬度地区，海拔越高，其自转线速度越大，a处线速度高于b处，故a点的海拔较高，B正确、A错误。故选B。B2021年1月29日，我国在酒泉卫星发射中心成功将遥感三十一号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。这是酒泉卫星发射中心2021年执行的第一次航天发射任务，此次任务圆满成功，标志着该中心新一年度航天发射取得“开门红”。读图，完成下面小题。5．此图反映的地球公转信息有（

）①轨道形状

②公转方向