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地球运动的基本形式-自转和公转(2)

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来源: 2004-7-9 12:24:49

【演示】发给每位学生(或两人、四人)一个地球仪。若只有一个地球仪,可请l~2位学生到讲台前演示地球的自转,要求学生注意地球自转的方向,留心观察在北极上空或南极上空看地球的自转方向有何不同。
【讲述】确定地球自转方向时要注意:地球在太空中的运动一个显著的特征是它有自己的旋转轴,这个轴和地表的两个交点我们定义其为南极和北极(实际上把哪一个定义为北极点,哪一个为南极点并不重要)。地球南、北方向是由南、北两极的位置来决定的,是绝对的。地球上的东西方位则随地球自转而变化,是相对的。
【演示】要求学生演示地球仪,思考:如何确定地球的自转周期?地球自转周期究竟是多长?请学生联系物理课和初中地理课所学知识回答。
【提问】确定地球自转周期为一天(24小时)的参照物是什么?
对地球而言,太阳是天空中最亮的天体,所以人们选择太阳作参照物,一天是24小时,叫做一个太阳日。但这不是地球自转的真正周期,科学家们选择了遥远的恒星作参照物,由此确定地球自转的周期。这是为什么?
【演示】教师自扮地球,让前排一位学生扮作太阳,再让最后一排的一位学生扮作遥远的一颗恒星。教师面对太阳,也面对与之在同一直线上遥远的恒星,边转动身体演示自转,边移动脚步演示绕太阳的公转。教师自转360°后,正好面对遥远的恒星,却不是正好面对太阳。因为教师已绕太阳公转了大约一度,所以必须再多转约1°,才能正好面对太阳。
【提问】以两个不同参照物确定的地球自转周期,哪个是真正的周期?周期的时间是多长?确定真正周期的意义是什么?
【讲述】太阳日是人们生活中最常用的周期,如计量一天的长度,日出而做,日落而息等。
【活动】让学生用太阳日计算地球自转的角速度。
【提问】教师用地球仪演示自转运动,问:地球自转时,各地的角速度是否都一样?自转线速度大小是否相同?
【演示】用地球仪向学生演示地球的自转运动。
【讲述并提问】我们很明显看到除了南北两极外,其余各点的角速度都一样,其角速度约为每小时15°,严格地讲,这里应该用360°除以地球的自转真正周期(即一个恒星日)来计算,想想为什么?因为各纬线圈的长度不一样,所以同样是自转一周,不同纬度的地方,其走过的路程是不一样的,显然赤道地区的自转线速度最大,赤道向两极减小为零。
【提问】地球运动的另一种形式是绕日公转,哪位同学能根据初中学习的知识和教材插图1.22所给信息,演示地球的公转?
【演示】让学生以讲桌面作为地球公转轨道平面,演示地球公转运动。提示学生注意掌握住地球公转的方向和公转的状态,让其他学生观察和评价演示是否正确。
【提问】你能总结出地球公转的方向?公转中地轴的姿态吗?
【阅读】学生读书图1.20和表1.2及教材有关内容,分析说明地球公转的轨道和速度特点,说明两者间的关系。
【讲述】因为地球公转轨道是近似正圆的椭圆形,所以太阳位于椭圆的一个焦点上,使地球绕日公转中出现近日和远日现象。开普勒第三定律证明:地球位于近日点及附近时,公转速度快,位于远日点及附近,公转速度慢,表1.2已说明这点。
地球公转速度变化很小,但地球在近日点附近公转运动快,所用时间短;远日点时,公转速度慢,所用时间长,这对地球上冬夏季节的时间长短都有一定影响。
【演示】要求学生用手拨动地球仪自转,同时手持地球仪使其公转,演示自转和公转的叠加运动。
【提问】地球运动是自转和公转两种运动叠加而成的,两种运动同时存在,紧密联系,这种联系在时间上和空间上具体表现是什么?
【活动】让学生分组用地球仪边演示边思考和议论上述问题。
【总结】地球自转和公转运动相互关联,密不可分。表现在时间上:地球公转一周为360°,是一恒星年,相当于地球自转了365日6时9分10秒。在空间上:地轴和公转轨道平面(黄道面)之间有66°34′的倾角,且北极永远指向北极星附近,由此产生黄道平面与赤道平面的夹角—黄赤交角,为23°26′,如书图1.22下图所示。