地球绕太阳转教学课件

地球绕太阳转教学课件第一章地球的自转昼夜更替的秘密——地球自转定义地球自转是指地球绕自身轴线旋转的运动这种旋转运动是地球最基本的运动形式之一，直接影响着我们的日常生活地球的自转周期约为24小时，这一周期性运动导致了地球表面经历有规律的昼夜交替现象正是由于地球不停歇地自转，地球上的生物才能有规律地迎接阳光，经历黑暗，形成生命活动的基本节律地轴与自转地轴定义关键倾角地轴是穿过地球南北两极的假想线，地轴与地球公转轨道平面垂直线之间是地球自转的轴线地球正是围绕这的夹角约为

23.5度这个倾斜角度是条轴线进行自转运动地球上出现季节变化的关键因素恒定指向自转速度惊人尽管我们在日常生活中感觉不到地球的自转，但地球实际上正以惊人的赤道速度旋转着线速度约1670千米/小时中纬度在赤道位置，地表自转线速度约为1670公里/小时北京约1280千米/小时高纬度在北京（约40°N），自转线速度约为1280公里/小时速度显著下降•随着纬度增加，自转线速度逐渐降低两极线速度为零在两极点，自转线速度为零我们之所以感觉不到这种高速运动，是因为地球表面的一切（包括大气层）都在以相同的速度一起运动地球自转示意图地球自转方向为自西向东，从北极俯视时呈逆时针方向正是这种持续不断的旋转运动，造就了地球表面昼夜交替的基本规律地球每天旋转一周（约24小时），地表上的每个位置都会经历一次完整的日夜循环这种旋转运动是如此精准，以至于我们可以依靠它来安排日常生活和活动自转引发的现象白天现象夜晚现象24小时循环当地球表面的某一区域朝向太阳时，该区域当地球表面的某一区域背向太阳时，该区域由于地球完成一次自转需要约24小时，地接收阳光，形成白天阳光带来温暖和光进入黑暗，形成夜晚夜间气温下降，许多球上每个地点都会经历一个完整的昼夜循明，使植物能够进行光合作用，也让人类和生物进入休息状态，而另一些生物则活跃起环，形成生物赖以生存的基本时间节律动物能够活动来影子变化实验实验步骤

1.在晴朗的一天，将一根垂直的棍子固定在平地上

2.每隔一小时，记录棍子影子的长度和方向

3.绘制影子变化图，分析变化规律观察结果•日出时，影子最长且指向西方正午时，影子最短且指向正北（北半球）日晷影子的变化•日落时，影子再次变长且指向东方•影子长度和方向的变化直接反映了太阳在天空中的位置变化第二章地球的公转一年四季的节奏——地球公转定义公转概念公转周期历法调整地球公转，又称绕日运动，是指地球绕太阳运行的轨道运动地球同时进地球完成一次公转需要约

365.2422天（365天5小时48分46秒），这一为了使历法与地球公转周期保持一致，我们采用了闰年制度一般每四年行着自转和公转两种基本运动周期被称为恒星年，是我们历法中一年的基础增加一个闰日（2月29日），但世纪年（如

1900、2000）必须能被400整除才是闰年公转轨道椭圆轨道，太阳位于近心位置地球绕太阳公转示意公转方向逆时针视北极方向（同黄道）自转地球轨道形状椭圆轨道特性地球绕太阳的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上轨道偏心率很小（约

0.0167），接近于圆形•地球与太阳的距离在全年中有微小变化近日点与远日点近日点地球距太阳最近的位置，约

1.47亿公里，出现在北半球冬季（1月初）远日点地球距太阳最远的位置，约

1.52亿公里，出现在北半球夏季（7月初）地轴倾斜与季节形成春分夏至秋分冬至春分时，太阳直射赤道，南北半球夏至时，北半球最大程度倾向太秋分时，太阳再次直射赤道，南北冬至时，北半球最大程度背离太获得相等的光照，昼夜等长北半阳，阳光直射北回归线，北半球白半球获得相等的光照，昼夜等长阳，阳光直射南回归线，北半球白球开始春季，南半球开始秋季昼时间最长，温度最高北半球开始秋季，南半球开始春昼时间最短，温度最低季地球公转轨道示意图地球公转轨道呈椭圆形，但实际上非常接近圆形图中清晰标注了地球的近日点和远日点位置轨道近似圆形，季节由轴倾斜决定值得注意的是，地球在近日点时反而是北半球的冬季，在远日点时反而是北半球的夏季这一事实充分证明季节的形成主要由地轴倾斜引起，而非地球与太阳距离的变化公转速度惊人的公转速率虽然我们感觉不到，但地球实际上正以极高的速度绕太阳运行平均公转速度约107,000公里/小时（约30公里/秒）一天内地球沿公转轨道移动约260万公里整个公转轨道长度约

9.4亿公里速度变化规律根据开普勒第二定律（面积速度定律），地球在近日点运行速度最快，在远日点运行速度最慢这种高速运动使地球能够保持适当的轨道，既不会坠入太阳，也不会飞离太阳系公转与季节关系北半球夏季北半球冬季当北半球倾向太阳时（约6-8月）当北半球背离太阳时（约12-2月）太阳光线照射角度更加垂直太阳光线照射角度更加倾斜白昼时间变长（超过12小时）白昼时间变短（不足12小时）•太阳高度角增大，光照强度增强•太阳高度角减小，光照强度减弱•单位面积接收的太阳辐射增多•单位面积接收的太阳辐射减少•气温普遍升高，形成夏季特征•气温普遍降低，形成冬季特征地球公转过程中，由于地轴倾斜方向相对于太阳始终保持不变（指向北极星附近），使得地球表面不同区域接收阳光的角度和时间发生周期性变化，形成了春夏秋冬的季节交替赤道与半球划分赤道的地理意义赤道是地球表面上距离南北两极等距离的假想线，它将地球分为南北两个半球赤道具有重要的地理和气候意义•赤道周围地区全年气温较高，昼夜长短变化小•赤道是划分南北半球的重要参考线•赤道地区太阳高度角全年较大，两次直射半球季节相反现象由于地轴倾斜，当北半球倾向太阳接收较多阳光时，南半球同时背离太阳接收较少阳光，反之亦然这导致•北半球夏季=南半球冬季•北半球冬季=南半球夏季这种季节相反的现象直接影响了全球农业生产、旅游业和文化活动例如，当北半球的国家正在过圣诞节的寒冬时，澳大利亚、新西兰等南半球国家则正在享受盛夏阳光地球四季示意图图中清晰展示了地球在公转轨道上不同位置时的季节状态，特别标注了北半球的夏季和冬季季节因半球倾斜方向不同而相反由于地轴始终保持约

23.5度的倾斜，并且方向基本恒定，导致地球在公转过程中，南北半球交替接收更多的太阳辐射，形成季节的相反现象这就解释了为什么当中国正处于寒冷冬季时，澳大利亚却是炎热的夏季；当北欧正享受长日照的夏季时，阿根廷却正经历短日照的冬季这种现象直接影响了全球农业生产周期、旅游业和文化传统太阳直射点变化1春分（3月21日前后）太阳直射赤道（0°），南北半球昼夜等长北半球进入春季，南半球进入秋季2夏至（6月22日前后）太阳直射北回归线（

23.5°N），北半球昼长夜短，南半球昼短夜长北半球正值盛夏，南半球深冬3秋分（9月23日前后）太阳再次直射赤道，南北半球再次昼夜等长北半球进入秋季，南半球进入春季4冬至（12月22日前后）太阳直射南回归线（

23.5°S），北半球昼短夜长，南半球昼长夜短北半球正值隆冬，南半球盛夏太阳直射点全年在南北回归线之间移动，这种变化导致不同纬度地区接收太阳辐射的周期性变化，是各地区季节差异的根本原因太阳高度角与温度太阳高度角定义太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，决定了单位面积接收的太阳辐射量高度角对温度的影响高度角大光线更垂直，单位面积接收的辐射多高度角小光线更倾斜，单位面积接收的辐射少•高度角越大，穿过大气层的路径越短，辐射衰减越小季节与高度角变化夏季太阳高度角大，光线更垂直，单位面积接收的太阳辐射多，温度上升冬季太阳高度角小，光线更倾斜，单位面积接收的太阳辐射少，温度下降相同强度的阳光，当高度角较大时（夏季），集中照射在较小的面积上，使单位面积获得更多热量；当高度角较小时（冬季），分散照射在较大的面积上，使单位面积获得较少热量第三章日夜与季节的综合理解本章将综合讲解地球自转与公转的结合效应，深入理解日夜长短变化、极昼极夜现象以及节气系统昼夜长短变化夏季特点冬季特点北半球夏季（6-8月）太阳直射点位于北半球，地轴北端倾向太阳北半球冬季（12-2月）太阳直射点位于南半球，地轴北端背离太阳白昼时间明显长于夜晚白昼时间明显短于夜晚•太阳升起早，落下晚•太阳升起晚，落下早•太阳在天空中的路径长•太阳在天空中的路径短•中午太阳高度角大•中午太阳高度角小白昼更长夏季白昼长，日出早日落晚夏季昼长时间刻度示意时间刻度（冬）时间刻度（夏）冬季白昼短，日出晚日落早冬季昼短时间刻度示意太阳升起与落下时间变化日出日落时间的季节变化以北京（约40°N）为例，全年日出日落时间变化显著4:4519:45夏至日出夏至日落夏至前后，北京日出时间最早夏至前后，北京日落时间最晚不同纬度地区的日出日落时间变化幅度不同7:3016:50高纬度地区变化最大中纬度地区变化明显冬至日出冬至日落赤道附近变化很小冬至前后，北京日出时间最晚冬至前后，北京日落时间最早这种日出日落时间的季节性变化对人类的生活作息、能源使用以及农业生产都有重要影响极昼与极夜现象现象定义夏季极昼北极长期被太阳照亮极昼太阳连续24小时或更长时间不落下的现象地球公转位置A北半球倾向太阳方向极夜太阳连续24小时或更长时间不升起的现象冬季极夜北极长期处于黑暗发生区域地球公转位置B北半球背离太阳方向极昼极夜现象只发生在极圈（

66.5°N/S）以内的地区•越接近极点，极昼极夜持续时间越长极昼极夜现象对极地生物的生活节律、人类心理健康以及农业生产都有重大影•在北极点和南极点，极昼和极夜各持续约半年响在极圈内的人类居民需要适应这种特殊的光照环境，例如使用窗帘模拟正常形成原因昼夜，避免睡眠障碍地轴

23.5度的倾斜，使得极圈内地区在夏季可以全天处于阳光照射区，而在冬季则全天处于黑暗区北极极昼极夜照片图片左侧展示了北极地区夏季的极昼现象，即便在半夜，太阳仍然高挂在天空，形成著名的午夜太阳景观图片右侧则展示了北极地区冬季的极夜现象，太阳长时间不升起，天空呈现出漫长的黑暗，偶尔被绚丽的极光点缀极昼极夜，地球倾斜的极端表现极昼极夜现象是地轴倾斜导致的极端日照变化，是地球运动规律在极地地区的特殊表现形式这种奇特的天文现象吸引着众多科学家和游客前往极地探索和体验春分与秋分1春分特征春分（每年3月20日前后）是北半球春季的标志性节气太阳直射赤道全球各地昼夜几乎等长（约12小时）•北半球进入春季，日照逐渐增加•南半球进入秋季，日照逐渐减少2秋分特征秋分（每年9月22日前后）是北半球秋季的标志性节气太阳直射赤道全球各地昼夜几乎等长（约12小时）•北半球进入秋季，日照逐渐减少•南半球进入春季，日照逐渐增加春分和秋分是一年中昼夜平分的两个特殊时点，在这两个时点，太阳几乎直射赤道，使得全球各地的昼夜长短接近相等这两个节气在农业、气象和文化传统中都具有重要意义夏至与冬至夏至（北半球）冬至（北半球）夏至（每年6月21日前后）是北半球一年冬至（每年12月22日前后）是北半球一中白昼最长的一天年中白昼最短的一天太阳直射北回归线（

23.5°N）太阳直射南回归线（

23.5°S）北半球白昼时间最长，夜晚时间最短北半球白昼时间最短，夜晚时间最长•北半球太阳高度角达到全年最大•北半球太阳高度角达到全年最小•北半球获得的太阳辐射量最多•北半球获得的太阳辐射量最少北京地区夏至日白昼长达约15小时，而北京地区冬至日白昼仅约9小时，而挪威挪威奥斯陆白昼长达近19小时奥斯陆白昼仅约6小时地球运动综合模型地球自转地轴倾斜地球每24小时自西向东绕地轴旋转一周，造成昼夜交替地轴与公转轨道面垂线倾斜

23.5度，是季节变化的根本的基本节律原因地球公转地球每

365.25天绕太阳运行一周，形成一年的时间长度地球的运动是多种运动的叠加自转、公转和地轴倾斜三者共同作用，塑造了地球表面复杂多变的时间节律和气候特征自转主要影响昼夜交替公转决定年的长度地轴倾斜造成季节变化和昼夜长短变化这些运动相互作用，共同塑造了地球上独特的环境条件，为生命的存在和演化提供了基础地球自转与公转动画示意三重运动，塑造地球生命节奏图中直观展示了地球自转、公转和地轴倾斜三种运动的同时进行这种复杂而精确的宇宙舞蹈，塑造了地球独特的时间节律和气候模式值得注意的是，地轴方向在公转过程中保持基本不变，始终指向北极星附近，这种特性被称为地轴的平行性，是理解季节变化的关键地球的这三种基本运动形式与太阳的辐射共同作用，创造了地球表面丰富多样的环境条件，为各种生命形式的繁衍提供了可能人类的文明发展、农业活动和文化习俗，都深受这些宇宙规律的影响和塑造课堂互动模拟地球运动课堂活动设计

1.将学生分成若干组，每组3-4人

2.一名学生扮演太阳，站在中央

3.另一名学生扮演地球，同时做两种动作绕太阳学生缓慢行走（模拟公转）原地自身旋转（模拟自转）保持身体倾斜约

23.5度（模拟地轴倾斜）

4.其余学生观察并记录地球学生朝向太阳和背向太阳的规律学生模拟地球运动

5.讨论如何通过这一模拟活动理解昼夜交替和季节变化通过这种直观的肢体活动，学生能够更好地理解抽象的地球运动概念，加深对地球自转、公转及其影响的认识总结与思考地球自转地球公转地球每24小时自西向东绕轴旋转一周，造成昼夜地球每

365.25天绕太阳运行一周，形成一年的时交替现象，形成基本的生物节律间长度，是历法的基础季节交替地轴倾斜地轴倾斜与公转结合，使地球上不同地区在不同地轴与公转轨道面垂线倾斜

23.5度，导致太阳辐时间接收到的太阳辐射量不同，形成春夏秋冬的射强度和日照时间的季节性变化，是四季形成的交替变化根本原因理解地球运动的奇妙规律，有助于我们认识宇宙中地球的独特地位地球环境的稳定性、多样性和适宜性，很大程度上源于这些精确的天文运动地球自转与公转的精确规律，不仅塑造了生命赖以生存的环境，也启发了人类对宇宙规律的思考与探索希望通过本课的学习，同学们能够更好地理解地球运动与我们日常生活的密切关系，培养科学思维，增强对宇宙奥秘的好奇心与探索精神。