1.1地球的自转和公转 教学设计（表格版）（2份打包）

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课题 第一章地球的运动第一节地球的自转和公转第二课时教学目标教学目标： 1. 用地球仪演示地球的自转和公转,描述公转基本特征，形成空间思维； 2. 读图说出黄赤交角、太阳直射点的概念； 3. 用地球仪和太阳光线模型演示公转过程中直射点的变化，概括直射点移动规 律； 教学重点：公转的基本特征；黄赤交角的概念；直射点的移动规律 教学难点：直射和直射点的概念；直射点的移动规律教学过程时 间 教学环节 主要师生活动1 分 钟 引入 【引入】上节课我们学习了地球自转的基本特征。我们都知道一 年之中有春夏秋冬、四季轮回，这是自转带来的吗？不是，这是 地球绕太阳公转带来的，自转和公转是同时进行的。今天我们一 起来研究地球的公转，同样也是从方向、速度、周期等方面来研 究。5 分 钟 了解地 球公转 的基本 特征 【布置学习任务一】地球如何公转的？结合大家在初中所学，拿 起你手中的地球仪模拟地球的公转。 【教师演示】演示地球的自转、公转。 请学生思考： （1）地球公转过程中地轴指向有无变化？ （2）地球的公转轨道是正圆吗 （3）地球公转的方向是怎样的 （4）地球公转的速度是均匀的吗 （5）你知道地球公转的周期是多长时间吗 【学说回答】在学案中作答。 【教师讲解】地球公转轨道为近似于圆的椭圆轨道、太阳在椭圆的一个焦点上。地轴始终指向北极星方向、自转和公转方向一致、 公转速度在一年内有变化，近日点速度最快，远日点最慢。 请大家用示意图把公转的基本特征绘制出来，绘制在学习任务一 中。 【学生绘图】地球公转轨道，并标注方向、近远日点、速度变化。 【过渡】地球公转一周需要多长时间呢？ 【讲解】与自转周期相似，地球公转周期也因参照物的不同而有 两个，以太阳直射点的回归运动为参照，周期是 365 天 5 小时 48 分 46 秒，称为回归年。以遥远的恒星为参照物，公转一周的 时间为 365 天 6 小时 9 分 10 秒，称为恒星年。为什么不同呢？ 是因为地轴也有周期性旋转，旋转周期大约为 2.5 万年，地轴的 旋转使每年的春分点都会比前一年的位置偏西一点，例如，如果 地球从春分点出发开始公转，在其还没有回到原来的位置时，就 已经第二年的春分了。所以回归年比恒星年短一些。谁是地球真 正公转 360 度的周期呢？是恒星年。我们日常生活中所用的一年 是哪个周期呢？是回归年，因为太阳离我们最近的恒星影响我们 地球上的冷热，所以我们用的年是以太阳直射点的回归运动周期 来定的回归年。 【介绍历法与回归年的关系】但是我们所过的一年并不是 365 天 5 小时 48 分 46 秒，这样一个带有零头的数字，而是 365 或 366 天，每 4 年有一次闰年，每一百年少闰一次，但第 400 年的时候 要闰一次。这样加加减减的目的是让我们每一年都能过上一个整 天数 365 或 366，而且还能更加接近回归年。其实中国古代科学 家很早就测算出来回归年的长度，并且制定历法。西方的公历跟 月相不能对应，中国的农历取月相的变化周期为月的长度，通过 设置闰月以使平均历年与回归年相适应，这种历法跟回归年、月 相变化均能适应。大家课后读课本第六页《授时历》——我国历 史上使用时间最长的历法。了解郭守敬是如何制定授时历的。8 分 钟 认识黄 赤交角 和直射 点的概 念。 【过渡】了解了地球的自转和公转，二者之间有何关系呢？ 【讲解】通过高一的学习我们知道太阳系中八大行星绕太阳公转 的姿态是不同的，如果以行星绕太阳公转轨道面为参照的话，水 星和木星是竖直转，天王星是躺在轨道面上转的，那么地球是怎 样的姿态呢？地球是倾斜的，也就是说地球自转形成的赤道面和 绕太阳公转形成的黄道面之间并不重合，而是有一个夹角，这个 夹角目前大约是 23 °26 。 【教师用模型演示】黄赤交角的形成。 【提问】说出黄道面、赤道面、地轴这三者的关系？ 【学生回答】 【布置学习任务二】画出黄赤交角示意图，注意黄道面、赤道面、 地轴的关系。 【学生绘图】 【教师讲解】黄赤交角的存在最直接的影响是太阳照射地球的情 况。我们先来认识一个概念——太阳直射点。 【教师活动】用手电筒分别演示垂直照射和倾斜照射黑板的情况，解释直射和斜射。 【提问】太阳离我们地球很远，照射到地球上的光都是平行光。 大量的平行光照射弯曲的球面，哪里被直射呢？ 【学生回答】 【教师讲解】只有一个点被直射，太阳光线和这一个点的地平面 垂直，这个点叫太阳直射点。 【出示图片】太阳直射点的形成 【过渡】这是上帝的视角，我们在地球上的人感受到的直射是什 么情况呢？ 【出示照片】地球上两个地方的斜射和直射的照片。 在你的家乡见过这种太阳直射场景吗？很多地方是见不到的，没 有直射机会。比如，在北京通常见到的是这种斜射的场景，地球 上的哪里会有直射机会呢？我们接下来一起来研究。10 分 钟 【提问】如果地球的赤道面与黄道面重合，也就是地球竖直公转， 太阳直射点在哪里？ （教师拿地球仪演示） 【学生回答】在公转一周的过程中，太阳直射点始终在赤道上。 【讲解】黄赤交角的存在（即地球歪着身子转），使得在地球公 转一周的过程中太阳直射点的位置没能固定在赤道上，而是发生 了变化。怎么变呢？ 【布置学习任务三】能否利用你手中的地球仪模拟一下直射点的 变化过程？ 【教师活动】教师拿四个地球仪，放在公转轨道的春分、秋分、 冬至、夏至四个位置，用竹针代表太阳光线，演示二分二至日太 阳直射点的位置不同。 【概括】正是因为黄赤交角是 23 °26 , （或者形象的说地球歪 了 23 °26 ), 所以太阳直射点最北到北纬 23 °26 , 最南到南纬 23 °26 。并且在地球公转一周的过程中直射点在这两条纬线之 间进行回归运动。所以我们把这两条纬线称作是回归线。在公转 轨道的这四个特殊位置，太阳直射点分别到达南、北回归线和赤 道。这四个位置正是我国 24 节气中的春分（3 月 21 日左右）、 秋分（9 月 23 日左右）、冬至（12 月 22 日左右）、夏至（6 月 22 日左右）。当太阳直射北回归线时，为北半球的夏至日，大约是 6 月 23 日左右，之后太阳直射点向南移动到了秋分日也就是 9 月 23 日左右，太阳直射赤道，到冬至日 12 月 22 日左右，太阳 直射南回归线。之后太阳直射点北返，春分日 3 月 21 日恰好， 太阳直射赤道，到夏至日 6 月 22 日前后，太阳再次直射北回归 线。太阳直射点回归运动的周期就是一个回归年。 绘制地球公转轨道示意图，在图中标注二分二至日的位置，并写 出日期。 【布置学习任务四】 完成p6 活动：绘制太阳直射点的回归运动示意图。 【学生绘图】 【提问】现在你能不能解释一下为何 7 月初地球处在远日点，但 我们却感到很热？【学生回答】 【教师概括】因为太阳距离我们非常远，有 1.5 亿千米，而近日 点和远日点时日地距离的变化比较小，这种距离变化并不会造成 我们地球上的冷热变化。而由直射点在哪里，我们离直射点近还 是远直接影响了我们的冷热。7 月份太阳直射点在北半球，我们 北半球进入夏季，因而感觉较热。1 分 钟 课堂小 结 今天我们认识了地球绕太阳的公转运动，我们了解到公转轨道为 近似于圆的椭圆轨道，太阳在椭圆的一个焦点上；地轴始终指向 北极星方向，自转和公转方向一致，近日点速度最快、远日点最 慢。公转周期也是有两个，分别时回归年和恒星年。我们还认识 了黄赤交角和直射点的概念，黄赤交角的存在使得太阳直射点在 南北回归线之间进行回归运动，这种回归运动导致了我们地球上 的冷热变化。具体如何影响的我们在后面的课程中继续学习。课题 第一章地球的运动第一节地球的自转和公转第一课时教学目标教学目标： 1. 运用地球仪模拟地球自转，并绘制示意图，形成空间思维； 2. 运用地球仪，探究太阳日和恒星日的区别，并概括地球自转角速度和线速度 的特征。 3. 分析实例，尝试运用地球自转的周期和速度特征解决实际问题。 教学重点： 自转方向、周期、速度 教学难点： 自转周期教学过程时 间 教学环节 主要师生活动2 分 钟 引入 【提问】我们生活的地球属于哪类天体？ 地球是如何运动的？ 【讲解】 自转和公转是地球运动的两种基本形式。 【教师出示图片】兴隆观测站拍摄到的星轨照片。 【过渡】为什么这些恒星在天空中看起来都围绕着北极星附近 做圆周运动？这与地球自转有关。我们怎么认识自转呢？我们 可以借助工具——地球仪。8 分 钟 认识自转 的方向 【提问】地球仪该如何摆放才最接近真实姿态？ 【学生回答】地轴指向北极星方向。 【讲解】地球自转的定义。 【提问】地球如何自转？请让你手上的地球仪转动起来。 【教师演示】两种转法，请学生判断哪个对？ 【学生判断】 自西向东，第一种转法正确。 【教师演示】将转动的地球仪的北极、南极分别对准镜头。 【提问】从北极、南极上空看，分别是怎么转动的？【学生回答】北极上空看逆时针、南极上空看顺时针。 【过渡】我们一同用地球仪演示了地球的自转，你能用示意图 表达这一 自转场景？ 【布置课堂学习任务一】请大家动笔画出侧视图、北极俯视图、 南极俯视图，用箭头代表自转方向。 【教师引导绘图】我们从侧视、北极俯视、南极俯视三个视角 来绘图。画出一个圆圈和一条穿过圆心的直线代表地球和地轴， 在上方加上自转箭头；北极俯视时，我们看到的最大的圈是赤 道，所有的纬线都是同心圆，我们可以画出北回归线、北极圈。 在外围用逆时针的箭头代表自转方向。南极上空俯视图与之相 似。 【学生绘图】三个视角的自转图。 【教师出示】兴隆观测站拍摄到的星轨照片。 【提问】我们再来看这张星轨照片，为什么这些恒星在天空中 看起来都围绕着北极星附近做圆周运动？这些恒星的运动方向 是怎样的？ 【学生回答】因为地球绕着地轴自西向东自转，地轴指向北极 星方向。恒星运动方向为逆时针方向。8 分 钟 解释地球 自转的两 个周期的 区别 【过渡】地球转动一周需要多长时间？有人说 24 小时，有人说 23 小时 56 分 4 秒；哪个对呢？有同学说是把 23 小时 56 分 4 秒约等于 24 小时。其实这两个时间都是地球自转周期，但不是 约等于的关系。 【讲解】地球在不断的自转，我们如何判断它自转了一周呢？ 我们需要先找参照物，找谁做参照物呢？大家首先想到了太阳， 没错我们可以选太阳做参照物。 【教师用地球仪和台灯模拟太阳日】以太阳为参照物，地球自 转一周伴随公转，地球某条经线自转 360 度以后，由于此时地 球绕太阳公转了一个小角度，所以该经线还需继续旋转一个小 角度，才能第二次正对太阳（也就是回到日地中心连线上），用 时 24 小时。这也就是我们日常生活中所说的一昼夜。 【提问】此时经线自转了 360 °多，所以不是真正的周期；我们 还可以选一颗遥远的恒星为参照物。因为遥远的恒星距离地球 非常遥远，地球自转一周过程中的公转可以忽略，地球某条经 线两次正对遥远的恒星，就是自转 360 ° 的时间，用时 23 小时 56 分 4 秒。 【概括】两个时间是由于采用了不同的参照物得来的。 【提问】哪个是地球真正自转 360 度的周期？ 【学生回答】恒星日 天文爱好者小明，今天晚上 20 点整用天王望远镜观察到了 26 光年外的织女星，所有设备都不动，明天晚上什么时间他还能 再次看到织女星呢？ 【学生回答】19 点 56 分 4 秒时可以看到。6 分 认识地球 自转的角 【过渡】地球上的每一点都在做圆周运动。描述圆周运动的速 度有两种——角速度和线速度。钟 速度和线 速度 【教师用模型演示】角速度和线速度。 【布置课堂学习任务三】 概括地球上不同地点角速度和线速度的变化规律。 【学生完成学习任务三】 【教师概括】南北极点是不动的，角速度和线速度都为零。其 他地点角速度约 15 °/h，赤道上线速度约为 1670km 每小时，到 60 °纬线圈，线速度降为赤道的一半，约为 837km 每小时。 【教师出示】美国圣马科发射场和法国库鲁发射场的位置图。 【布置课堂学习任务四】 （1）为何美国、法国在赤道附近建卫星发射场？ （2）中国在哪里发射能够获得更大的初速度？ （3）应该向哪个方向发射呢？ 【学生完成学习任务】1 分 钟 课堂小结 今天我们学习了地球自转的基本特征；了解了自转方向自西向 东，地轴北端指向北极星附近，北极上空观察地球呈逆时针方 向旋转，南极上空观察地球呈顺时针旋转，我们还学会了用图 示表达地球的自转；我们了解了以太阳和遥远的恒星为参照物， 可以得出自转的两个周期，太阳日和恒星日；还发现了地球自 转的速度规律，极点的角速度为 0，其他各处角速度相等，都是 15 度每小时，线速度自赤道向两极递减。通过一些实例我们也 能看出人类了解这些规律才能更好的利用规律发展生产生活， 造福人类社会。

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