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第三节地球公转的地理意义 教案(2015年)..


2018 届 高一年级地理备课组

第三节
【课程标准】 “分析地球运动的地理意义”

地球的运动

地球运动及其地理意义是本模块内容的重要基础理论,对于认识自然环境 中的物质运动和能量交换、 自然环境的整体性和差异性、自然环境对人类活动的 影响都要着重要意义。本条“标准”中的行为动词用“分析” ,表明对本条“标 准” 的要求要从义务教育阶段了解现象的层面, 上升为理解规律和成因的层面。 要分析地球运动的地理意义,需要认识地球的运动规律。一方面,根据不同的参 照系,地球运动有视运动和真运动的不同。另一方面,地球的自转和公转是同时 进行的,两种运动叠加、合成了地球的运动。因此,应关注地球自转和公转之间 的关系,避免孤立地分析某种运动。 地球运动产生的地理现象, 主要包括昼夜交替和时间差异、地表水平运动物 体运动方向的偏转、 正午太阳高度的变化、 昼夜长短的变化、 四季更替、 五带等。 从成因分析, 这些地理现象相当一部分是地球自转和公转共同形成的。地球自然 和公转形成了黄赤交角, 决定了地球表面太阳直射点的回归运动,导致正午太阳 高度和昼夜长短的变化,从而形成四季和五带。 本条“标准”要求分析地球运 动的地理意义,因此,不仅要分析上述现象产生的原因,还应分析这些现象对地 理环境的形成和变化,以及人类活动所具有的重要意义,并且,后者更为重要。 【学业水平考试标准】 C 级标准 1.理解昼夜长短和正午太阳高度角的变化规律 2.理解四季更替的原因和规律 A 级标准 能用地球运动的有关知识解释生活现象,分析实际问题。 【学情分析】 学生在初中阶段已经了解过关于地球运动的基本知识, 并且在第二节的学习 中已经学习了关于地球自转的基本特征和产生的地理意义, 具备了一定的分析能 力和空间思维。 但学生的空间想象能力和分析能力还是比较欠缺,因此在教学过
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程中教师仍然需要通过借助地球仪进行实物模拟、借助动画进行空间位置分析、 借助 ppt 进行空间实物展示分析,通过这些手段来培养学生的空间想象能力,同 时也更利于学生将抽象的公转知识和概念与图像相结合,做到图文不分家,更好 的帮助学生学好地理。 【教学目标】 一、知识与技能? 1.了解地球公转的一些基本数据:方向、周期、速度、公转的轨道、黄赤交 角。 2.理解地球自转和公转的关系,理解黄赤交角及太阳直射点的南北移动过 程,并能演示其运动规律。? 3.理解昼夜长短和正午太阳高度的季节变化及纬度变化。? 二、过程与方法? 1.通过运用地球仪或课件演示地球的公转方向、周期、轨道和速度等,分析 其特点及产生的地理现象。? 2.能够准确地画出“二分二至日太阳照射地球示意图” ,并能据图分析全球 各地的昼夜长短状况和正午太阳高度的变化。? 三、情感态度与价值观? 通过对地球运动、 太阳高度的变化规律等自然现象的认识,提高探索自然奥 秘的兴趣。进一步树立世界的物质性及物质运动规律性的价值观。? 【教学重点】 1.公转的特征、黄赤交角的产生及其引起的太阳直射点移动。? 2.正午太阳高度的计算、昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。? 3.五带范围和天文四季的划分。? 【教学难点】 1.黄赤交角的存在及对太阳直射点的影响 2.正午太阳高度和昼夜长短的变化原因分析。 【教具准备】地球仪、手电筒、多媒体教学课件。? 【课时安排】3 课时 【教学过程】

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第一课时 引入:我们已经探讨了地球自转的规律。而地球在自转的同时,还在绕日公转。 那么研究地球的公转要从哪些方面来分析呢?地球公转有什么样的规律呢?? 生:从方向、周期、速度及地理意义四个方面来分析地球的公转。 投影:?

请同学们在观看动画的同时,思考下列问题讨论回答:? 问题 1:地球公转的方向是怎样的?? 生 自西向东,从北极上空看,逆时针方向旋转。? 师 问题 2:地球公转的轨道是什么形状?太阳是否位于这个轨道的中心位 置?太阳的位置在那里?地球到太阳的距离是否变化呢?? 生 椭圆轨道图 投影:?

? 师 (简单介绍椭圆的基本特征:长轴,短轴,椭圆中心,焦点)? 生 太阳位于其中一个焦点上。地球与太阳的距离是不断变化的。因而有了 近日点和远日点之分。? 师 展示表格

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时间 远日点 近日点 7月 2月

速度快慢

平均角速度

问题 3:地球公转过程中的速度是否变化呢?如果变化,有什么变化规律 吗?? 生 是变化的。近日点最快,过后越来越慢,到远日点最慢,然后又逐渐加 快。? 师 问题 4:地球公转的周期是多长时间?? 生 一个恒星年,长度为 365 日 6 时 9 分 10 秒。? 生 填表,完成自转、公转基本特点表格。 (巩固训练)? 地 球 运 动 围 绕 中 心 地球自转的角速度南、北两极点为 地 球 自 转 地 轴 由西向东?从 北极看: 逆时针 从南极看: 顺时 针 0,其他任何地点的角速度都相等, 23 时 56 分 4 即 15°/小时? 秒地球自转 地球自转的线速度由赤道向南、北 的真正周期 极点逐渐减小,至 60 ° N 、 60 ° S 处减小为赤道的一半;两极点处为 0 由西向东? 地 球 公 转 太 阳 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 一 个 恒 星 平均角速度:约 1°/日,平均线速 年,长度为 度:30 km/s ? 365 日 6 时 9 近日点公转速度最快,远日点公转 分 10 秒 速度最慢 运动方向 运动周期 运动速度

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转折:地球在自转的同时还围绕地球公转,最能证明二者的关系的就是“黄赤 交角”的存在。 媒体显示:?

生 地球绕日公转的轨道面叫黄道平面,通过地心与地球自转轴垂直的平面 叫赤道平面,它们之间的夹角称为黄赤交角。? 师 黄赤交角的数值目前为 23°26′,在一定的时期内是保持不变的。请同 学们看图中地轴与黄道平面的夹角是多少呢?? 生 66°34′。? 师 地轴在空间上北端指向北极星,并且在地球公转过程中保持不变,这样 地球总“斜着身子”绕太阳公转。由于黄赤交角的存在和地球在轨道位置的变化 就导致了太阳直射点在地球上一定的空间内来回移动。? 师 板书知识结构,并请同学们看图说出黄赤交角的概念。? 板 书:

师 我们来看看什么是太阳直射点? 投影: 图片

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师 平行的太阳光线照射到地球表面上,只有一个直射点,接受太阳垂直照 射的点就是太阳直射点。在图中的平行光线中穿过地心的那条光线为直射光线, 它与地球表面的交点为太阳直射点。 在地球公转图中连接日地中心的线为太阳直 射光线,该线与地球表面的交点为直射点。? 师 请同学们观察动画“二分二至时地球在公转轨道中的位置及太阳直射点 的变化” ,讨论回答下列问题。?

(1)地球公转和自转的方向是否相同?? (2)太阳直射点南北移动的界线在哪里?? (3)二分二至日时太阳直射点在哪条纬线上?过后它将向哪个方向移动? 展示动画: “地球二分二至点的位置和太阳直射点的变化” 。? 观察后学生讨论回答? 生 1 地球公转和自转的方向是一致的,都是自西向东。? 生 2 太阳直射点的最北界线为北纬 23°26′,最南界线是南纬 23°26′。 生 3 春分日(3 月 21 日) ,阳光直射在赤道上,春分日过后直射点将向北移 动,夏至日(6 月 22 日)时移动到北纬 23°26′,即北回归线上。此日过后太 阳直射点南移,秋分日(9 月 23 日)阳光直射赤道。此日过后太阳直射点继续 南移,到冬至日(12 月 22 日)移到最南位置,太阳直射南纬 23°26′,即南回
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归线,此后直射点再向北移,第二年春分日(3 月 21 日前后)重新回到赤道, 如上图所示。? 生 活动探究:阅读课本第 15 页文字并结合动画,在第 16 页活动 1 中完成 太阳直射点的移动轨迹图。 要求:标明二分二至日及日期,使用平滑曲线,用箭头表示出直射点移动方向。 第 1—3 小组以春分为起点;4—6 小组以夏至为起点;

太阳直射点回归运动示意图? 师 我们把太阳直射点在赤道南北的这种周期性往返运动,称为太阳直射点 的回归运动。其周期为 365 日 5 时 48 分 46 秒,就是我们前面学习的回归年。? 师 需要注意的是,远日点和近日点的位置与夏至日和冬至日的位置有明显 的区别。不能混淆远日点与夏至日的位置,也不能颠倒近日点与冬至日的位置。 生 观察远日点与夏至日的位置、近日点与冬日点的位置。? 生 (回答)时间上夏至日比远日点早一些,冬至日比近日点早一些。夏至 日过后很快就到远日点,冬至日过后很快就到近日点。? 师 刚才我们重点分析了太阳直射点及其随时间的变化,太阳直射点的这种 回归运动,在地球上产生了哪些现象呢? 师 ①在地球公转过程中,春分日和秋分日,太阳直射赤道,世界各地昼夜 等长; 夏至日和冬至日是太阳光线直射点可能达到的最南和最北的纬度位置;当 太阳光直射南(北)回归线时,有的地方会出现 24 小时全为昼或夜的现象,即 我们所说的极昼和极夜。? ②通过观察和绘制太阳光照射图, 我们能较容易找到一年中因地球公转导致 的昼夜交替现象消失的最大范围的界线为南北纬 66°34′两条纬线。? ③根据太阳直射范围和极昼极夜的范围,我们可将地球划分为五带,如下图 所示:?

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地球上的五带 图中南北回归线之间的地球为热带,南北回归线到南北极圈之间为南北温 带,南北极圈以北、以南的地方为北寒带和南寒带。? 学生活动: (1)看图说出五带的界线和名称,各热量带阳光直射和极昼极夜 的情况,并以此说明太阳辐射从低纬向高纬减少的原因。? (2)填表 北寒带 界线范围 有无极昼极夜现象 有无阳光直射现象 北温带 热带 南温带 南寒带

课堂小结 由于黄赤交角的存在,地球总是“斜着身子”围绕太阳公转,随着地球在公 转轨道上位置的变化, 太阳直射点在南北回归线之间往返移动,其周期为一个回 归年,并产生了五个不同的热量带。?

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第二课时 投影:

“阳光花园”正午阳光变化示意图 师 去年 6 月,赵亮的父母在“阳光花园”购买了一套位于一层的住房。今 年 1 月,全家入住后,发现阳光全被前排楼房挡住了。他感到很困惑,那天看房 时,小院阳光充足,怎么过了几个月,阳光就被挡住了呢?? 师 要想帮助赵亮弄明白阳光被挡住了的问题,还须要从地球公转的特点说 起。? 地球上不同纬度获得太阳辐射能量的多少是否取决于近日点或远日点距离 的变化呢?? 生 不是。北半球冬季为近日点,夏季为远日点。? 师 不是地球距太阳远近造成的,而是正午太阳高度角。 板 书:

正午太阳高度的变化 推进新课 师 什么是太阳高度?什么是正午太阳高度?请同学们读图观察。? 课件展示图片(地平线、太阳光线图,地球侧视图阳光直射赤道)?

生 太阳光线和地平面之间的夹角,叫太阳高度角,简称太阳高度。? 师 什么叫正午太阳高度呢??
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生 一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度。? 师 由于黄赤交角的存在,太阳直射点的南北移动从而引起了正午太阳高度 的大小随纬度和季节有规律的变化。变化规律怎么样呢?请同学们看下图。 课件显示: “春、秋分日的阳光照射侧视图”?

春分日和秋分日全球夜长和正午太阳高度的变化 师 图中正午太阳高度数值大小是怎样变化的?? 生 由太阳直射点向南北递减,即由赤道向南北递减。? 师 离太阳直射点越近正午太阳高度的数值越大还是越小?? 生 离直射点越近,正午太阳高度越大。? 师 请同学们看二至日时正午太阳高度变化规律。 课件展示:? “夏至日、冬至日太阳光照侧视图”?

夏至日全球夜长和正午太阳高度角变化?

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冬至日全球夜长和正午太阳高度的变化 师 冬、夏至日时正午太阳高度的变化规律是怎么样的呢?? 生 冬至日由南回归线向南北两侧递减, 夏至日由北回归线向南北两侧递减。 ?板 书: 正午太阳高度的纬度变化规律 生 1、同一纬度,正午太阳高度相等。 2、不同纬度,同一时刻,正午太阳高度由直射点所在的纬度向南北两侧 递减。即正午太阳高度的大小取决于当地与直射点距离的远近。 3、纬度间隔相同,正午太阳高度相同。 4、 某一纬度线上的正午太阳高度=900-直射点所在纬度与当地所在纬度的 纬度间隔。

师 从图中我们还可以得出以下规律:? (1)地球上总有 2 条纬线上的正午太阳高度相等,并且以直射纬线南北对 称分布。? (2)某条纬线与直射纬线相差多少度,正午太阳高度就相差多少度。? 师 通过前面的学习我们已经知道,正午太阳高度总是由太阳直射点向南北
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递减,距直射点越远,正午太阳高度角就越小,而且某地区和直射点相差多少纬 度,该地的正午太阳高度就和太阳直射点的太阳高度相差多少。根据这一规律, 我们就可以求算某地的正午太阳高度了。由于正午太阳高度等于纬度差,我们就 可以以这样的公式来求 D 点的正午太阳高度:H=90°-纬度差, 即 H=90°-︱φ -δ ︱。? 式中的 H 为正午太阳高度,φ 为当地地理纬度,δ 为太阳直射点的纬度(任 何一天的δ 可以在天文年历中查到) ,当地夏半年取正值,冬半年取负值。 投影:? 分别求算出二分二至日时,北京(40°N)的正午太阳高度? 春、秋分日:H=90°-︱40°-0°︱=50°? 夏至日:H=90°-︱40°-23°26′︱=73°26′? 冬至日:H=90°-︱40°+23°26′︱=26°34′



书:?

正午太阳高度随季节的变化规律 师 播放动画 “正午太阳高度角的季节变化” ,同学们已观察了夏至日太阳光 照图, 请思考下列问题: 地球上哪个范围正午太阳高度达到了一年中的最大值? 哪个范围达到一年中的最小值?为什么?? 生 北回归线及其以北的地区正午太阳高度达到一年中的最大值。南半球达 到一年中的最小值。 因为北回归线及其以北地区此刻为一年中离太阳直射点最近 的时候。南半球此刻为一年中离太阳直射点最远的时刻。? 师 冬至日的状况如何呢?? 生 南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中的最大值,北半球正午太 阳高度达一年中的最小值。? 师 春分日和秋分日各地正午太阳高度大小如何呢?? 生 除赤道上正午太阳高度达一年中的最大值,其他地区正午太阳高度介于 最大值和最小值之间。? 师 我们现在再回头看赵亮的房子的问题,哪位同学来解释一下原因?? 生 因为赵亮父母 6 月份去看的楼房,此时由于北半球正午太阳高度较大,

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赵亮家前楼的影子较短,而到了 1 月份,北半球正午太阳高度较小,前楼的影子 较长,所以遮住了赵亮家的楼房。?



学习了正午太阳高度角,在我们生活中还有 哪些地方用得到呢?

学生自由回答,最后总结。 正午太阳高度时空变化规律在生产生活中的应用问题 1.确定时间:当某地太阳高度达到一天中的最大值时,此时日影最短,当地地方 时为 12 时。? 2. 确定房屋朝向:北回归线以北的地区正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回 归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。? 3. 判断日影长短及方向:正午太阳高度越高,日影越短,反之越长,且日影方 向总是背向太阳。? 4. 根据正午太阳高度定位,进而判断该地区的地理特征。? 5. 计算楼距:一般来说,纬度越低,楼距越短;纬度越高,楼距越大,解题关 键是计算当地冬至日的正午太阳高度及影长 cotH=影长/物体长度。 (H 即当地全年最小的正午太阳高度角, 北半球为冬至日的正午太阳高度,南半球为夏至日的正午太阳高度) 在楼房布局时建议采用东北—西南向或西北—东南走向 6、有前檐的窗户与房顶之间距离 L 的设定:L=前檐长度×tanH。 7. 计算热水器安装角度 太阳能热水器的安装倾角=纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值) 8. 判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度。 课堂小结:学习了正午太阳高度的纬度分布和季节分布规律, 我们不止要能 记住分布规律,还要学会用它去解决生活中的地理问你,做生活的有心人。

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第三课时 引入:在生活中我们总感觉得到,夏天天亮得更早,天黑得更晚,而冬天则 相反。到底是什么导致的呢? 生 地球公转的第二个地理意义——昼夜长短的变化。 板 书:

昼夜长短的变化 师 请同学们看动画演示太阳直射点的移动与晨昏线的变化。思考:不同的 季节晨昏线与经线圈夹角的变化有什么规律?? 生 春分日时,晨昏圈与经线圈重合,所有的纬线被晨昏圈平分,随太阳直 射点北移,晨昏圈与经线圈偏离,夹角越来越大,到夏至日夹角达到最大,为 23°26′,因此晨昏线也偏离北极 23°26′,故北纬 66°34′以北的纬线全部 在白昼中。夏至日过后,太阳直射点南移,晨昏圈与经线圈的夹角逐渐减小,到 秋分日晨昏圈与经线圈又重合在一起,此时晨昏圈又平分所有的纬线,直射点继 续南移,晨昏圈又偏离经线圈,到冬至日交角达到最大,为 23°26′,此时经 线圈偏离北极 23°26′,北纬 66°34′以北的纬线全部在黑夜中。? 师 请同学们看动画“二分二至日的光照图” (展示课件) ,总结出昼夜长短 的纬度变化、季节变化规律。? 夏至日,太阳直射北回归线越向北昼越长,北半球昼长达一年中最大值,南 半球昼长达最小值? 春秋分日,太阳直射赤道全球昼夜等长? 冬至日,太阳直射南回归线越向南昼越长,南半球昼长达一年中最大值,北 半球昼长达最小值? 春分日和秋分日全球昼夜长短变化? 师 (在学生讨论归纳的基础上进行总结)①夏至日北半球各地昼长夜短, 纬度越高白昼越长,北极圈及其以北地区有极昼现象,南半球情况相反;夏至日 北回归线正午太阳高度达一年中的最大值, 正午太阳高度角自北回归线向南北两 侧减小。? ②冬至日,北半球各地昼短夜长,纬度越高白昼越短,北极圈及其以北地区 有极夜现象,南半球情况相反;冬至日,北半球各地正午太阳高度达一年中的最

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低值。? ③春、秋分日,全球各地昼夜平分,正午太阳高度角赤道最大,并由此向南 北两侧递减。 师:由以上分析我们知道,全球除赤道外,同一纬度地区,昼夜长短和正午 太阳高度随季节变化而变化, 特别在地球的中纬度地区最明显,这样就产生了四 季。在天文学上,夏季是一年中白昼最长、正午太阳高度较大的季节;冬季是一 年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节;春秋两季是冬夏两季的过渡季节,由 于地球不停地公转,地球上春、夏、秋、冬也就不停地更替。? 师 能不能借助所学知识解决为什么夏天天亮得更早,天黑得更晚,而冬天 则相反? 生 北半球的夏天太阳直射北半球,北半球为昼长夜短,因此日出更早日落 更晚,而冬季则相反。 师 大家觉得从暑假到现在,天亮的时间有没有变化?为什么会有这样的变 化? 生 有,亮得越来越晚了。 师 昼夜长短也会随着季节的变化而变化。 播放动画,让学生小组合作归纳。 生 夏半年,日出时间先逐日提早后逐日变晚,但都是 6:00 前日出;日落

时间先逐日变晚后逐日提早,但都是 18:00 后日落。 冬半年,日出时间先逐日变晚后逐日提早,但都是 6:00 后日出;日落时 间先逐提早后逐日变晚,但都是 18:00 前日落。 直射点向北移,北半球昼渐长夜渐短;直射点向南移,南半球昼渐长夜渐短。

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补充:昼长的计算 昼长=昼弧的经度差/15° =日落时间-日出时间 =24-夜长 =(日落时间-12)×2 =(12-日出时间) ×2 夜长 =夜弧的经度差/15 ° =(24-日落时间) ×2 =24-昼长 =日出时间×2 同纬线地区昼长,夜长时间相同,日出,日落时间相同 同度数、不同半球的两条纬线的昼长与夜长正好相反

课堂小结 本节课我们通过课件演示, 了解了黄赤交角的产生、地球公转过程中太阳直射点 的回归移动、 昼夜范围和正午太阳高度的变化以及五带和四季的更替等内容,建 议同学们学习本节内容时, 一定要增强空间想象能力,在头脑中初步构建起动态 的变化的空间思维能力。

【教学反思】

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