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第三节 地球的运动
从容说课
地球是宇宙中的一颗行星，通过前面的学习，学生已经了解了地球的宇宙环境，从本节课开始，教材又把关注的焦点从宇宙空间转移到地球自身，重点分析地球自转、公转的基本特点及产生的地理意义。
要分析地球自转的地球意义，首先要认识地球的自转规律，因此，教材第一部分从地球自转方向、周期、速度三方面，说明了地球自转的基本特点。为了简化教材，关于地球自转方向、自转速度，教材只是简单叙述。如从北极上空看，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；地球自转角速度和线速度的有规律变化，需借助图示观察分析，教学时需要教师适当补充。
关于地球自转的周期，教材设计了活动来完成这一教学目标。多年的教学经验告诉我们，恒星日和太阳日的概念是教学的难点，对不同参照点下地球自转多少角度、用多少时间，学生理解非常困难，教学时需要制作课件或直观教具，配合教材活动要求，突破教学难点。
关于地球自转的地理意义，教材主要从三个方面加以说明：
对于因地球自转导致的昼夜交替现象，教材设计了“动手演示昼夜更替”活动，通过学生动手操作实际观察，能较容易理解和掌握昼与夜、昼夜的交替、晨昏线与光线的关系、晨昏线的位置及移动方向等基本知识。
关于地转偏向力引起的地表水平运动物体方向发生偏移一部分内容，因其原因涉及较深的物理知识，教材只以阅读材料的方式叙述了水平运动物体沿不同方向运动时的偏转情况，即北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏转。地转偏向力可以解释自然界的许多现象，如河岸的冲刷、风、大气环流等，通过实例可加深对地转偏向力的理解。因在以后的学习中经常用到，在此可让学生记住结论。
地球自转与时差的教学涉及昼夜、昼夜交替、时差产生和计算等问题，许多内容相互关联，在历年的高考中占有重要地位，也是教学的重点和难点。教学中应通过演示讲解地方时差的产生及规律，强调经度与地方时的联系、时区的划分，强调时区和区时、区时和地方时的区别，讲解东加西减的计算方法，并总结归纳出与之配套的解题方法，多加练习巩固。
关于地球的公转，教材首先以图示的形式展示了地球公转的轨道、方向、近日点和远日点等，并作简要分析；继而展示了黄赤交角示意图，最后重点分析了由于黄赤交角的存在，导致了太阳直射点的回归运动，各地正午太阳高度角、昼夜长短的变化以及四季的更替，五带的划分等一系列的地理现象，是本节的教学重点和难点。为突破太阳直射点季节移动对地球上昼夜长短变化及正午太阳高度造成的影响这一教学难点，教材设计了P22和P24两则活动，教师需认真组织，活动时再联系学校所在地的昼夜长短变化和正午太阳高度变化，辅以学生的生活体会进行举例教学或设计练习，渗透学以致用的思想，可以帮助学生理解知识和增强学习兴趣。
地球自转和公转是与人类关系最密切的两种运动，是学习和掌握高中地理基础知识的基础，但是部分内容空间性强又比较抽象，若能运用多媒体教学，通过电脑动画演示突出重点、突破难点，讲清地球自转与公转的关系、太阳直射点的南北移动，帮助学生建立起地球空间概念，将对整个高中地理的学习有深远影响。三维目标
一、知识与技能
1.了解地球自转和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.理解由于地球自转运动造成的昼夜交替、地转偏向力、地方时差，掌握时间的有关换算，能正确判断晨昏线。
3.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。
4.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自转和公转方向、周期、轨道和速度等，分析各自的特点及产生的地理现象。
2.能够准确地画出水平运动物体的偏向、“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.自转和公转的特征、黄赤交角的产生及其引起的太阳直射点移动。
2.时差、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.带范围和天文四季的划分。
教学难点
1.恒星日、太阳日的概念，时差的计算。
2.黄赤交角的存在及对太阳直射点的影响、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4课时。
三维目标
一、知识与技能
1.了解地球自转和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.理解由于地球自转运动造成的昼夜交替、地转偏向力、地方时差，掌握时间的有关换算，能正确判断晨昏线。
3.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。
4.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自转和公转方向、周期、轨道和速度等，分析各自的特点及产生的地理现象。
2.能够准确地画出水平运动物体的偏向、“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。
第1课时
教学过程
导入新课
师 上节课我们了解了太阳辐射及太阳活动对地球的影响，请同学们复习回顾并填写下表内容。
投影：
（投影表格，提问检查）
概念
成因
特点
所处位置
黑子
光球
耀斑
色球
太阳风
日冕
学生回答后，教师评价总结，并依次投影展示如下：
概念
成因
特点
所处位置
黑子
太阳光球上的暗黑的斑点
它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些
太阳活动的主要标志；活动周期为11年
光球
耀斑
太阳色球有时出现的突然增大、增亮的斑块
太阳短时间内释放出巨大能量造成的
耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示
色球
太阳风
日冕层大气带电粒子流脱离太阳引力飞向宇宙空间
日冕
师 在初中地理的学习中，我们已经了解了地球运动的一些基本特点，如地球自转和公转的方向、周期、速度等。请同学们阅读教材，完成以下表格内容。
投影：
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地球公转
生 阅读教材，自主探究，完成表格空白内容。
师 投影表格，巡视检查指导学生自学情况，并板书课题及表格内容。
板 书：
一、地球的自转和公转的基本特点
生 分组演示地球自转的方向，并注意观察从北极上空和南极上空看地球各呈什么时针方向转动。
师生总结，获取正确结论：从北极上空看呈逆时针方向，从南极上空看呈顺时针方向，如下图所示。
通过演示，我们了解了地球的自转方向，那么地球自转一周（360°）所用的时间就是我们平时所说的24小时吗？
生阅读教材，完成P16活动内容。可采取小组合作讨论的方式。
课件显示：
多媒体动画演示“恒星日与太阳日”
图1
拉长投影中地球与恒星之间的相对距离，日地距离可以更靠近一些。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个恒星日。太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个太阳日。
推进新课
利用课件中的动画分步显示讲述：
师恒星日是以遥远的“恒”星为参照物的，遥远的恒星相对于地球而言是不动的，此时地球的公转将会忽略不计。某一恒星、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个恒星日。
如图1电脑显示动画：假设遥远的恒星和太阳（S）同时对着地球上的一点P，设地球只自转而不公转，那么地球在E1处自转一周（电脑显示P点绕圆运动一周，360°）。
如图2先以恒星作参照，动画显示恒星日的长度。
动画的过程是：地球一边自转（即P点绕圆心运动），一边由E1向E2运动（公转），当地球到达E2点停止，此时P点刚好对着恒星。
师此时地球是否自转了一周？自转的角度是多少？以什么作参照？
生学生回答。
师从E1到E2，地球自转了360°。因为是以恒星作为参照，地球从E1到E2的时间间隔就是“恒星日”，时间长度为23时56分4秒，它是地球自转的真正周期。
图2 图3
师若以图3中的太阳作参照点，则太阳日的长度应为E1到E3的时间间隔（显示太阳日的长）。
师指图分析，在图2中可看出，地球在E2处时，P点还未两次对着太阳，即以太阳作参照时，地球自转还不到一周360°。
（演示动画）地球继续自转（即P点继续绕圆运动），但地球同时绕太阳公转到E3处时，动画暂停，P点两次对着太阳。
从E1到E3，相对太阳来说，地球是否自转了一周，自转角度是多少？
生自转了一周多。
师观察得很仔细。（点击鼠标显示连线和“太阳日”）太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”的时间间隔为一个太阳日。从E1到E3的时间间隔称为一个太阳日，长２４小时，其自转的角度是360°59′。
任何一种圆周运动，总离不开角速度和线速度。下面我们就来探讨一下地球自转的角速度和线速度。
师地球自转的速度主要有线速度和角速度，线速度是指做圆周运动的物体在单位时间内转过的弧长，角速度是指做圆周运动的物体在单位时间内转过的角度。读图提出探究性问题：
（1）如何计算地球自转的角速度和线速度？
（2）地球自转的角速度分布有何特点？除极点外，地球自转的角速度是多少？
（3）地球自转的线速度分布有何特点？赤道上的地点自转的线速度是60°N上的几倍？如何证明呢？从地球自转线速度考虑，发射卫星是在海口好呢，还是在太原好？为什么？
生 观察“地球自转角速度和线速度图”，小组合作探讨以上问题，由小组推荐代表发言。
生1 地球自转一周为360°，所需时间约为24小时，故地球自转的角速度为360°/24小时＝15°/小时；地球自转的线速度为不同纬度的纬线圈长度除以24小时。
生2 地球自转的角速度除南北两极外，均相等，都是15°/小时。
生3 地球自转的线速度赤道最大，自赤道向两极逐渐减小。
师 学生回答后教师激励性评价并讲述：
关于赤道上的自转线速度是60°N上的几倍问题，我们可用画图分析的方法寻找答案。
师画板图如下图，R为地球半径，r为60°N地球自转的半径。
生到讲台，在黑板上证明赤道上的自转线速度是60°N上的2倍。如下：
∵赤道上的自转线速度
V=2πR÷24小时
60°N上的自转线速度
v=2πr÷24小时
r=Rcos60°=1/2R
∴V=2v
师 （承转）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。那么地球公转有什么样的规律呢？
师 请同学们观察动画“地球的公转图”，这是从地球的北极上空观测到的公转情况。
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
时间
速度快慢
平均角速度
远日点
7月
近日点
2月
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 一个回归年，长度为365日5时48分46秒。
（巩固训练）
生 填表，完成自转、公转基本特点表格。
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东从北极看：逆时针
从南极看：顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
地球自转的角速度南、北两极点为0，其他任何地点的角速度都相等，即15°/小时
地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小，至60°N、60°S处减小为赤道的一半；两极点处为0
地球公转
太阳
由西向东
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
1个回归年：365日5时48分46秒
平均角速度：约1°/日，平均线速度：30 km/s
近日点公转速度最快，远日点公转速度最慢
（画横线部分为学生填写内容，投影逐步显示）
课堂小结
本节课内容较多，主要学习了地球自转和公转运动的基本知识，学习时可采用列表对比法，加以理解掌握。
板书设计
（同上表）
活动与探究
探究课题：地球自转的证明
探究内容：生活在赤道地区的人们，“坐地日行八万里”。赤道上的线速度为1670千米/小时，这比超音速飞机还快，为什么人们察觉不到呢？因为地球自转的角速度太小了。我们知道，钟表的时针每天转两圈，人们一般察觉不到它的转动。地球每天才转一圈，仅是钟表时针角速度的一半，再加上地球自转极其平衡，就更不易察觉它的运动了。那么，怎样才能证明地球的自转呢？
北京天文馆的傅科摆
1543年，哥白尼在《天体运行论》一书中首先完整地提出了地球自转和公转的概念。此后，大量的观测和实验都证明了地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。1851年，法国物理学家傅科在巴黎成功地进行了一次著名的实验——傅科摆实验。他用一根长67米的钢丝将一个重28千克的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下，观测记录它的摆动轨迹。由于房屋随地球自转缓缓移动，钟摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发生旋转。傅科的演示说明地球是在围绕地轴旋转。北京天文馆的大厅里也有一个巨大的傅科摆，它时时刻刻告诉人们地球在自西向东自转着。除上述傅科摆能证明地球的自转外，你还有其他方法吗？试举一例说明。
探究过程、方法：搜集有关资料或进行观测，用斜角测角器，对准北极星以外的某一颗恒星，将瞄准器的位置固定，过一段时间（半小时至1小时），再去观察那颗恒星时，就无法在原位置找到它了，这主要是地球自转的原因。思考该恒星相对于原位置的偏离方向，根据观察的间隔时间，推算其偏离角度，并尝试找到该恒星，进行测量验证。
探究结果：将观测结果组内交流。
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