1.3 地球的運動 第1時 地球的自轉(zhuǎn) 學(xué)案(湘教版必修1)
[學(xué)習(xí)目標] 1.運用地球儀演示地球自轉(zhuǎn)運動,掌握地球自轉(zhuǎn)的方向、周期以及角速度、線速度的變化。2.結(jié)合實例,理解晝夜更替和時差產(chǎn)生的原因并說明地轉(zhuǎn)偏向力對地表水平運動物體產(chǎn)生的影響。3.嘗試從自然現(xiàn)象和日常生活中發(fā)現(xiàn)地理問題,培養(yǎng)探究地理問題的興趣。
一、地球的自轉(zhuǎn)
1.自轉(zhuǎn)概況
(1)概念和方向:地球圍繞地軸自①西向②東旋轉(zhuǎn),稱為地球的自轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)方向從北極上空看呈③逆時針旋轉(zhuǎn),從南極上空看呈④順時針旋轉(zhuǎn)。
(2)周期:地球自轉(zhuǎn)一周所用的時間就是地球自轉(zhuǎn)的周期。由于選取參照物不同自轉(zhuǎn)周期不同,自轉(zhuǎn)的真正周期是一個⑤恒星日,它是某地經(jīng)線連續(xù)兩次通過同一恒星與地心連線的時間間隔,地球自轉(zhuǎn)了⑥360°,所用時間為23小時56分4秒;⑦太陽日是某地經(jīng)線連續(xù)兩次與日地中心連續(xù)相交的時間間隔,地球自轉(zhuǎn)了360°59′,所用時間為⑧24小時。
(3)速度:自轉(zhuǎn)角速度除⑨南北兩極點外,其他各地○10相等,都為⑪15°/時;自轉(zhuǎn)線速度則由于緯度的不同而有差異,從赤道向兩極⑫遞減。
2.自轉(zhuǎn)的地理意義
(1)導(dǎo)致⑬晝夜交替現(xiàn)象,其周期為24小時,使各地溫度發(fā)生晝夜變化,生物形成晝夜節(jié)律。
(2)使地球上⑭水平運動的物體受到地球⑮自轉(zhuǎn)偏向力的作用產(chǎn)生偏向。該力只作用于
⑯水平運動的物體,始終⑰垂直于物體的水平運動方向,并隨著物體水平運動速度的增加而加大。北半球⑱向右偏,南半球⑲向左偏,沿⑳赤道運動的物體,不受地轉(zhuǎn)偏向力的影響。
(3)為我們度量時間找到了一個很好的尺度。地球上不同經(jīng)度的地方,有不同的當(dāng)?shù)貢r間。
二、地方時、區(qū)時、時區(qū)與日界線
1.地方時
以一個地方太陽升到最高時的時間為○21正午12時,將連續(xù)兩個12時之間等分為○2224小時,這樣形成的時間系統(tǒng),稱為地方時;經(jīng)度每相差15°,地方時相差1個小時,每相差1°,地方時相差4分鐘。
2.時區(qū)劃分與區(qū)時換算
(1)為了便于使用,國際上規(guī)定將全球劃分為○2324個時區(qū),每個時區(qū)占○2415個經(jīng)度,以該時區(qū)的中央經(jīng)線的地方時為整個時區(qū)的統(tǒng)一時間,叫做○25區(qū)時,又稱○26標準時。
(2)區(qū)時的換算:相鄰時區(qū)的時間相差○271個小時。在同一日期內(nèi),東○28早西○29晚。
3.國際日期變更線
大體沿○30180°經(jīng)線穿行的折線,也叫○31日界線,它是為了消除因為地球是球形而導(dǎo)致的日期換算中的不同結(jié)果而設(shè)定的;同時又為了保持○32180°經(jīng)線上同一行政歸屬的地方日期相同,故在這樣的地方改用折線。
探究點一 地球自轉(zhuǎn)的基本規(guī)律
【探究材料】
毛澤東在他的詩詞《送瘟神》中寫到:“坐地日行八萬里,巡天遙看一千河……”表達了他寬闊博大的胸懷。
歐洲的航天發(fā)射基地建在遠離歐洲大陸的南美洲靠近赤道的法屬圭亞那;俄羅斯的航天基地建立在哈薩克斯坦在拜克努爾;繼太原、酒泉、西昌三大衛(wèi)星發(fā)射中心后,我國正在海南省昌市建設(shè)航天發(fā)射基地,發(fā)射場將于2012年建成,2013年具備火箭首次飛行條。
1.在地球什么地點能做到“坐地日行八萬里”呢?為什么?其線速度約為多少?
2.在選擇發(fā)射場時,為什么盡量選擇低緯度地區(qū)?海南發(fā)射基地與我國其他三個基地相比,有哪些優(yōu)勢?
3.“地球的自轉(zhuǎn)方向從北極上空看是自西向東,從南極上空看是自東向西”的說法是否正確?
4.今晚20時,某人觀測到某恒星位于天頂,明晚該恒星仍位于天頂?shù)臅r刻是多少?
【探究歸納】
1.赤道。因為赤道的周長約4萬千米,每日地球自轉(zhuǎn)一周,赤道上靜止的人們行程約八萬里。1 670 km/h。
2.距離赤道越近,緯度越低,可以獲得最大的初速度。運輸條便利;周圍是茫茫大海,墜落的殘骸不易造成意外;緯度更低,初速度大。
3.不正確。地球的自轉(zhuǎn)方向不論是從北極上空看還是從南極上空看都是自西向東,只是從北極上空看呈逆時針方向旋轉(zhuǎn),從南極上空看呈順時針方向旋轉(zhuǎn)。
4.19時56分4秒。
【規(guī)律總結(jié)】
地球自轉(zhuǎn)的方向
概念地軸方向
字
描述地球本身繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地球的自轉(zhuǎn)軸叫地軸,其北端指向北極星附近自西向東;從北極上空觀察,呈逆時針方向;從南極上空觀察,呈順時針方向
圖像
描述
【考例探究1】 讀圖,回答問題。
(1)此圖是北半球還是南半球?判斷依據(jù)是什么?
(2)站在C點的某同學(xué)于昨天晚上8:00在天空中觀察到某一恒星位于上中天,那么今天晚上該同學(xué)再觀察到該恒星位于上中天應(yīng)幾點( )
A.19時56分4秒 B.7時56分4秒
C.20時3分56秒 D.8時3分56秒
(3)A、B、C、D四點的角速度有什么變化規(guī)律?理由是什么?
(4)A、B、C、D四點的線速度有什么變化規(guī)律?理由是什么?
(5)若E為位于赤道上空的地球同步人造衛(wèi)星,則E圍繞地球運動的速度與地表的自轉(zhuǎn)速度相比( )
A.角速度和線速度都相同
B.角速度和線速度都不同
C.角速度相同,線速度不同
D.角速度不同,線速度相同
答案 (1)北半球。地球自轉(zhuǎn)方向為逆時針。
(2)A
(3)A點為零,B、C、D三點相同。地球自轉(zhuǎn)角速度除南北極點為零外,其他各地均相同。
(4)D>C>B>A。地球自轉(zhuǎn)的線速度除南北極點為零外,隨緯度的增大而減小。
(5)C
解析 第(1)題,地球自轉(zhuǎn)方向自西向東,但在南、北極上空觀察到的方向不同,在北極上空觀察,地球呈逆時針方向旋轉(zhuǎn),在南極上空觀察,地球呈順時針方向旋轉(zhuǎn)。圖中箭頭指向為逆時針,所以A應(yīng)為北極點。第(2)題,考查地球自轉(zhuǎn)周期,即恒星日和太陽日的區(qū)別,恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期,時間為23時56分4秒,而太陽日是晝夜交替的周期,時間為24時,由題意可知C點的某同學(xué)觀察一遙遠的恒星應(yīng)是1個恒星日,時間間隔為23時56分4秒,所以該同學(xué)今天再觀察到該恒星位于上中天時為19時56分4秒。第(3)、(4)題,地球自轉(zhuǎn)的角速度除極點為零外,其他各地均相同,大約為15°/小時。而線速度除極點為零外,隨緯度的增大而減小。第(5)題,E為地球同步衛(wèi)星,因此其繞地球公轉(zhuǎn)的角速度與地表相同,但由于其繞地球公轉(zhuǎn)半徑大于地球半徑,因此線速度比地表大。
探究點二 晝夜交替現(xiàn)象
【探究材料】
“日出而作,日落而息”說明晝夜更替對人們生活、生產(chǎn)的影響。按教材P17活動要求將已備好的材料放在講臺上進行演示實驗。
1.用手電筒照射地球儀,觀察其明暗半球的分界線(晨昏線)。據(jù)此說明該分界線與手電筒光線的關(guān)系。
2.用地球儀演示地球自轉(zhuǎn),觀察晨昏線位置的變化,說明晨昏線在地球表面的移動方向,并探究其原因。
3.晝夜和晝夜交替產(chǎn)生的原因有什么不同?
4.假如地球不自轉(zhuǎn),只圍繞太陽公轉(zhuǎn),地球上還有沒有晝夜更替現(xiàn)象呢?
【探究歸納】
1.晨昏線與手電筒光線(太陽光線)垂直。
2.晨昏線自東向西移動。地球自西向東自轉(zhuǎn),晨昏線作相對運動,方向為自東向西。
3.晝夜產(chǎn)生的原因是地球為不發(fā)光也不透明的球體。向著太陽的一側(cè)是晝,背著太陽的一側(cè)是夜;晝夜交替是指因地球的自轉(zhuǎn),晝夜?fàn)顩r不斷發(fā)生周期性變化。
4.假如地球不自轉(zhuǎn),而只是公轉(zhuǎn),地表各點與太陽的相對位置也會發(fā)生變化,也會產(chǎn)生晝夜更替現(xiàn)象,但晝夜更替的周期將是一個回歸年。
【規(guī)律總結(jié)】
1.晝夜交替現(xiàn)象
2.晨昏線的判讀
地球上晝半球與夜半球的分界線稱為晨昏線(圈)。其判讀方法如圖表所示:
方法依據(jù)
晨線昏線
自轉(zhuǎn)法順地球自轉(zhuǎn)方向,由夜半球進入晝半球的那條線順地球自轉(zhuǎn)方向,由晝半球進入夜半球的那條線
時間法經(jīng)過赤道上地方時6時的那條晝夜分界線經(jīng)過赤道上地方時18時的那條晝夜分界線
方位法夜半球東側(cè)或晝半球西側(cè)的界線夜半球西側(cè)或晝半球東側(cè)的界線
【考例探究2】 關(guān)于晝夜的說法,正確的是( )
A.地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生晝夜
B.晨昏線是晝夜半球的分界線
C.晨線的西邊是晝半球,東邊是夜半球
D.晝夜現(xiàn)象是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)共同產(chǎn)生的
答案 B
解析 本題考查晝夜產(chǎn)生的原因及晨昏線。晝夜現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于地球不發(fā)光也不透明,在同一時間太陽只能照亮地球的一半,從而產(chǎn)生晝半球和夜半球。既使沒有地球自轉(zhuǎn),晝夜現(xiàn)象也會存在。晨昏線又劃分為晨線和昏線兩段,晨線的東邊是晝半球,西邊是夜半球;昏線的東邊是夜半球,西邊是晝半球。
探究點三 地方時與區(qū)時日界線
【探究材料】
有一位名叫呂薩的外國商人,4月10日乘班機由太平洋的馬紹爾島飛往檀香。上機前1小時,在機場附近的花旗銀行兌貨幣,看到一位老太太憑著一張中獎8 000美元的彩票要求兌現(xiàn),遭到銀行拒絕。因為按票面規(guī)定,中獎領(lǐng)款日期是4月9日,老太太痛惜不已。(馬紹爾至檀香飛機僅需航行1小時)
1.若你是呂薩,你如何幫助老太太?
2.解釋你的做法。
3.有個孕婦乘坐海輪時于區(qū)時12時左右生了對雙胞胎,首先生下了一個女孩,然后過了1個小時又生了一個男孩?砂慈掌谟嬎,男孩反而是哥哥,女孩卻是妹妹,這是為什么呢?
【探究歸納】
1.帶(或代)老太太到檀香兌換中獎彩票。
2.位于國際日期變更線東側(cè)的檀香比西側(cè)的馬紹爾日期晚1天。
3.孕婦生下女孩,海輪自西向東,越過國際日期變更線,再生男孩時,因日期要減去一天而導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)。
【規(guī)律總結(jié)】
1.地方時的計算:某地地方時=已知地方時±4分鐘/1°×兩地經(jīng)度差。
(1)等式中加減號的選用條:如果所求地方時的某地在已知地的東邊,用加號;在已知地的西邊,用減號。
(2)經(jīng)度差的計算:兩地在0°經(jīng)線的同側(cè),則兩地的經(jīng)度數(shù)相減;兩地在0°經(jīng)線的兩側(cè),則將兩地的經(jīng)度數(shù)相加。
(3)計算地方時的步驟:①確定兩地的經(jīng)度差;②確定兩地的地方時差;③確定兩地的東西方向;④代入公式計算。
2.區(qū)時的計算:區(qū)時的換算涉及知識較多,如經(jīng)緯度、日界線、北京時間等,還要具有較強的知識運用能力和計算能力。步驟如下:
(1)先求兩地時區(qū)差,如題目中只有經(jīng)度,必須先算出該經(jīng)度所處的時區(qū),方法是已知經(jīng)度/15,所得商四舍五入取整數(shù),即為時區(qū)數(shù)。
(2)若兩地(已知和未知)同為東時區(qū)或西時區(qū),則相減;兩地分別屬于東、西時區(qū),則相加。這樣可算出時區(qū)差。
(3)根據(jù)東早西遲的原則,采用知西求東加時區(qū)差,知東求西減時區(qū)差的方法。
(4)注意日界線兩側(cè)的日期變化。
(5)因一天為24小時,區(qū)時計算結(jié)果若大于24小時,則為第二天,該數(shù)值減去24小時,原日期加一天,即為所求時間;若區(qū)時小于0,則為前一天,需用24小時減去所得數(shù)的絕對值,原日期減去一天,即為所求時刻。
3.在地球上日期變更的界線有兩條(如圖所示):
(1)自然日界線:實際生活中,人們習(xí)慣上將0時稱為一日之始,將24時稱為一日之終。這樣就引出自然日界線。地方時0時所在的經(jīng)線即自然日界線,它是不斷變化的,自西向東過0時所在經(jīng)線日期要加一天,自東向西過0時所在經(jīng)線日期要減一天。
(2)人為日界線:為了航海、航空等事業(yè)的時間、日期計算正確統(tǒng)一,國際上規(guī)定,原則上以180°經(jīng)線為國際日期變更線,簡稱日界線。自西向東過日界線要減一天,自東向西過日界線要加一天。
自然日界線與人為日界線有可能重合,即當(dāng)180°經(jīng)線地方時為0時時,全球為同一天。
【考例探究3】 一艘輪船于當(dāng)?shù)貢r間2011年9月8日15時10分(區(qū)時)航行在圖示海區(qū)內(nèi)。讀圖回答(1)~(3)題。
(1)該船5分鐘后通過了國際日期變更線,下列日期和區(qū)時在圖示范圍內(nèi)不可能的是( )
A.9日14時15分 B.9日15時15分
C.8日15時15分 D.7日16時15分
(2)東十一區(qū)與東十二區(qū)的分界線是( )
A.172.5°E B.170°E C.165°E D.172.5°W
(3)若此刻輪船處于東十一區(qū)時,則下列與西十一區(qū)處于同一日期的時區(qū)是( )
A.東八區(qū) B.西一區(qū) C.東二區(qū) D.西五區(qū)
答案 (1)C (2)A (3)D
解析 本題以示意圖形式考查日期變更線的兩種形式及其應(yīng)用。從圖中可知東十二區(qū)與東十一區(qū)的分界線位于180°經(jīng)線西側(cè)的東經(jīng)172.5°,西十一區(qū)與西十二區(qū)分界線則為西經(jīng)172.5°,并且國際日期變更線并不與180°經(jīng)線完全重合,題干也沒有表明航行方向、航行時穿越國際日期變更線的位置,所以其存在四種可能:
航行方向過日期變更線
跨越時區(qū)不跨越時區(qū)
向東7日16時15分7日15時15分
向西9日14時15分9日15時15分
當(dāng)東十一區(qū)時間為8日15時時,則0時所在的時區(qū)為西四區(qū),則從西四區(qū)向東到東十二區(qū)的范圍內(nèi),日期都相同,剩余時區(qū)日期相同。
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