高中地理《第1章 宇宙中的地球 第1节 地球的宇宙环境》教案 湘教版必修1.docx

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高中地理《第1章宇宙中的地球第1节地球的宇宙环境》教案湘教版必修1

2019-2020年高中地理《第1章宇宙中的地球第1节地球的宇宙环境》教案湘教版必修1

[教学目标]

一、知识与技能

1．了解宇宙的物质形态和特点。

2．了解天体系统的级别和层次结构，了解地球在天体系统中的位置。

　　3．了解地球是宇宙中既普通又特殊的天体，正确理解地球上生命存在的条件。

二、过程与方法

1．通过阅读太阳系结构示意图，了解地球在太阳系中的位置，以及行星的运动特征，培养学生的读图和分析问题的能力。

　2．通过对八大行星基本数据的对比、分析、归纳，培养学生观察思维的能力。

三、情感态度与价值观

通过了解宇宙的物质组成，使学生树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观，并注意识别和抵制伪科学。

[教学重点]

1．天体系统的结构层次；

2．地球上存在生命的条件及原因。

[教学难点]

地球存在生命的原因。

[教学媒体与教具]

地球仪、地球的卫星照片，星云和星系幻灯片，天文挂图，多媒体、“太阳系模式图”挂图，录像机及自行剪辑八大行星概况、彗星录像节目，投影片或月貌图片。

[课时安排]

2课时

[讲授过程]

第一课时

【新课导入】在我们生活着的地球之外，是一个广阔无边、无始无终的世界，被称为“宇宙”。

宇宙里的许多奥秘在等着我们去探索。

今天我们就来了解一些宇宙的知识。

【板书】第一章宇宙中的地球

第一节地球的宇宙环境

【介绍】同学们，你们知道中国古汉语中对“宇宙”两个字的定义么？

“上下四方为宇、古往今来曰宙”。

从这个角度来看，宇宙包含了地理学研究的两大视角“空间”和“时间”。

人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。

【板书】一、人们对宇宙的认识

【讲解】在人类发展的初期，由于人们的活动范围狭小，往往凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是，便有了“天圆地方”的说法。

后来，人们经过观察，发现天空中的各个星体都在围绕着地球转，地球好像处于整个宇宙的中心位置，这样，便产生了“地心说”。

由于受西方宗教势力的影响，这个学说观点统治人们的思想是相当长的。

到16世纪，哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。

18世纪天文学家引进了“星系”一词。

到了20世纪60年代，随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，人们对宇宙的认识范围在不断地扩大。

【活动】阅读《探索宇宙》，你能说出一个星空神话的故事吗？

【教师举例】如患难与共的双胞胎兄弟、农神和她的女儿、埃及王后的秀发等，有兴趣的同学还可上网查阅更多的星空神话。

【讲解】天文学家把人类目前能观测到的有限宇宙叫作“可见宇宙”或已知宇宙。

可见宇宙的半径约为140亿光年。

【活动】根据课本P6——思考活动，回答：

①何为光年？

一光年约为多少千米？

②计算可见宇宙的半径约为多少千米？

③面对上题的数字，你有什么感慨？

【归纳总结】光年为光在真空中一年所传播的距离，一光年约为94608亿千米。

可见宇宙的半径=94608亿千米×140亿≈1.32×1023千米。

由此可见，宇宙的范围是极其宽广的，可以说是无边无际的。

宇宙中的奥秘无穷，有待于我们进一步的探索。

【过渡】在这个无限时间、无限空间的宇宙中，到底有些什么呢？

请同学们仔细观察。

【多媒体演示】恒星、行星、卫星、星云、流星、彗星等图片。

【板书】二、多层次的天体系统

【讲解】宇宙间各种物质的存在形式统称为天体。

天体在宇宙中的分布是不均匀的，万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成了多层次的天体系统。

【板书】1．银河系和河外星系

【提问阅读】请阅读课本P7三段相关内容，回答：

①银河系和河外星系主要由什么天体组成？

离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为多少光年？

②银河系的组成天体主要由哪两类？

目前人类所能观测到的河外星系约有多少个？

银河系与河外星系的关系如何？

③银河系和河外星系共同构成了什么天体系统？

学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】银河系和河外星系主要由恒星组成，离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为4.2光年。

银河系的组成天体主要由恒星和星云两类，目前人类所能观测到的河外星系已超过1250亿个，银河系与河外星系是同级别的天体系统。

银河系和河外星系共同构成的天体系统称为总星系，它包括目前我们所知道的宇宙中的所有天体，从某种意义上来说，总星系就是天文学家所说的可见宇宙。

【板书】2．太阳系和地月系

【提问阅读】请阅读课本P7、P9两段内容，回答：

①太阳系由哪些天体组成？

中心天体什么？

为何说它是太阳系的中心天体？

②太阳系中的行星可分哪两类？

与太阳比其质量和体积有何特点？

能否自身发光？

③组成地月系的天体有哪两个？

学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】太阳系由太阳、围绕太阳运行的行星，以及卫星、彗星、流星体和行星际物质等组成，太阳的质量占了整个太阳系质量的约99.86%，为太阳系的中心天体。

行星包括了九大行星和成千上万颗的小行星两大类，质量和体积比太阳要小得多，本身不发光。

而地月系则是由地球和它的卫星月球组成，是最低级别的天体系统。

【归纳】天体系统的层次

【小组活动】根据课本P8——图1—3及阅读材料，思考、讨论并回答：

①太阳系的八大行星是哪八颗？

请从离太阳由近到远依次排序。

②八大行星绕日公转运动有何共同特征？

③请正确描述小行星带的位置。

④目前已观测到的彗星有多少颗？

最著名的是哪一颗？

说明彗星绕日公转的轨道。

学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】八大行星是绕日运行的主要天体，按照离太阳由近到远的顺序依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，它们绕日公转具有共面、同向和近圆性的特点。

小行星带位于火星轨道和木星轨道之间，目前已观测到的彗星约有1600多颗，彗星绕日公转的轨道为扁长轨道，有些是扁长的椭圆轨道。

其中最为著名的是哈雷彗星，绕日公转周期约为76年，其最近一次通过近日点是在1985-1986年。

【板书】

第一章宇宙中的地球

第一节地球的宇宙环境

一、人们对宇宙的认识

二、多层次的天体系统

1．银河系和河外星系

2．太阳系和地月系

第二课时

【复习提问】天体系统的概念及其层次结构？

【新课导入】我们通过以上的学习知道地球是太阳系中的一颗普通的行星，那么太阳系中还有哪些行星哪？

他们又有哪些特点？

为什么在众多的行星中惟有地球存在生命呢？

这就是我们这节课讨论的主要问题。

【板书】三、普通而特殊的行星——地球

1．地球是一颗普通行星

【启发引导】八大行星的质量、大小、化学组成等结构特征既有共性，又有差异。

由此，可以将八大行星划分为三类——与地球类似的称之为类地行星，包括水星、金星、地球和火星；体积和质量都大的称之为巨行星，包括木星和土星；第三类是距离太阳远的天王星、海王星，称之为远日行星。

填写下列表格：

类别

包括行星

距日

远近

体积

质量

平均

密度

表面

温度

卫星数目

光环

有无

类地行星

水星、金星、地球、火星

近

远

小

大

高

低

没有很少

无

巨行星

木星、土星

大

小

多

有

远日行星

天王星、海王星

介于前两者间

介于前两者间

较多

有无

【过渡】通过对八大行星的了解，我们知道目前只有地球上具有生命存在，这就是我们要讲的下一个问题。

【板书】2．地球具备生命物质存在的条件

【讲解】从地球的外观和所处的位置而言，地球与其他七大行星相比，并没有什么特殊的地方。

地球只是一颗普通的行星。

但由于地球具备了生命存在的基本条件：

充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成份，适宜的太阳光照和温度范围等，在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。

从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。

【拓展阅读】课本P10的阅读材料，明确在地球之外，高级生命存在的可能性极大。

【小组活动】课本P11活动1，思考、讨论并回答：

①从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具有这些有利条件的原因。

②假如太阳光照条件变得不稳定，或者太阳突然消失了，地球上将会出现怎样的情形？

并对此答案作出解释。

③除地球外，太阳系其他八大行星中可能存在生命的是哪个？

并简述理由。

学生回答后，老师进行点评总结。

【点拨】①日地距离适中，使温度介于0～100℃之间，水呈液态状态；地球大小适中，使地球能够吸引住大气。

②太阳的光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也将发生变化，从而影响到温度和水的相态，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能随之而消失。

③九大行星绕日运行具有共面、同向性，彼此间不会发生碰撞，故地球所处的行星际空间安全稳定。

④因火星与地球在距日距离、公转周期等方面与地球相似，故火星上可能会存在生命物质。

【巩固练习题】

1．为什么说地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星?

2．分析说明地球上存在生命的原因。

【学生课外活动】选择一种你最为擅长的方式，向家人、朋友描述地球所处环境，并在班会上与同学交流。

【板书设计】

第一节地球的宇宙环境

一、人们对宇宙的认识

二、多层次的天体系统

1、银河系和河外星系

2、太阳系和地月系

三、普通而特殊的行星——地球

1．地球是一颗普通行星

2．地球具备生命物质存在的条件

2019-2020年高中地理《第1章宇宙中的地球第3节地球的运动》电子版课文湘教版必修1

一、地球的自转

■

（一）地球自转

地球围绕地轴自西向东旋转，称为地球的自转。

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。

地球自转一圈所用的时间，就是地球自转的周期。

地球自转周期和时间

１．用一个小的球体进行模拟，以太阳为参照物时，地球自转一周，实际上是大于还是小于３６０°？

如果以太阳以外的恒星为参照物，结果又会如何？

２．以太阳为参照物，地球自转一周叫一个太阳日；以恒星为参照物称为恒星日。

比较太阳日与恒星日的差异，并根据已学的知识，以太阳日为标准，计算一个恒星日约有多少小时多少分，将结果填入下表。

图1-11北半球“二分二至”时的地球位置示意

地球自转的角度

长度

应用价值

太阳日

24小时0分

恒星日

360°

小时分

３．实际上，每一个太阳日或恒星日也不是等长的。

讨论以下问题：

计量时间的精确方法还有哪些？

采用精确时间尺度的科学价值是什么？

根据地球自转的周期，可以知道地球自转的角速度为１５°／时。

地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相同。

而地球自转的线速度，则由于纬度的不同而有差异。

１．假设地球是正球体（地球的平均半径为６３７１千米），完成下表的计算。

纬度

0°

30°

45°

60°

线速度（千米/秒）

角速度（度/秒）

２．归纳各地线速度和角速度随纬度变化的一般规律。

■

（二）地球自转的地理意义

地球自转运动，对许多自然现象都具有重要意义。

一是地球自转导致昼夜交替现象。

由此，各地温度发生昼夜变化，生物形成昼夜节律（又称为“生物钟”现象）。

二是地球上水平运动的物体受到地球自转偏向力的作用，运动方向向一侧偏转。

三是地球自转为我们度量时间找到了一个很好的尺度。

地球上不同经度的地方，有不同的当地时间。

动手演示昼夜更替

１．将一盏台灯放在桌子中央代表太阳，在离电灯大约１米远的桌边，放上一只地球仪代表地球。

２．在黑暗的房间里，把台灯打开，观察地球仪哪些部分被照亮，哪些部分灯光照不到。

３．在地球仪上找到你所处的位置，匀速拨动地球仪，大约每５秒钟转１圈。

记录下什么时候你所在的位置是亮的，那就代表白天；什么时候是暗的，那就代表黑夜。

思考：

在该演示中，昼夜交替是怎样产生的？

看看几秒钟代表１天？

地转偏向力

地转偏向力，又称科里奥利力，简称科氏力。

法国工程师科里奥利在１８３５年发表的论文《论物系相对运动的方程组》中描述了该力。

地转偏向力只作用于水平运动的物体，始终垂直于物体的水平运动方向，并随着物体水平运动速度的增加而加大。

在北半球，它指向运动方向的右侧；在南半球，它指向运动方向的左侧。

沿赤道运动的物体，不受地转偏向力的影响。

地方时

以一个地方太阳升到最高时的时间为正午１２时，将连续两个１２时之间等分为２４个小时，这样形成的时间系统，称为地方时。

各地的地方时与它们的地理位置相关：

①经度相同的地方，地方时相同；经度不同的地方，地方时不同。

②地理位置越靠东边的地方，地方时的值越大。

全球经度分成３６０°，每相差１５°，地方时相差１个小时。

每相差１°，地方时相差４分钟。

１．用观测日影的方法，粗略测定学校所在地的经度。

活动过程如下：

①在晴天，选择校园内一块较空旷的地方，用一根细直的竹竿（或细木棒）作日影杆，垂直插在地面上，并测量日影杆在地面上的长度（设为ｂ）。

②以日影杆所插的点（图中Ｏ点）为圆心，于上午某时刻在地面上画一个半径略短于当时杆影长度的圆。

③当日影杆的影端落在圆周上时，标记为Ａ点；下午，当日影杆的影端又落在圆周上时，再标记为Ｂ点；将Ａ、Ｂ两点连成直线，取其中点Ｃ，将中点与圆心连成直线ＯＣ。

④第二天，当日影杆的影子与直线ＯＣ重合的时刻（即学校所在地的地方时正午１２点），记下此时刻的北京时间（即１２０°Ｅ的地方时），并测量此时的杆影长度（设为ａ）。

⑤计算学校所在地的地方时与北京时间的差值，利用所学的知识，就可算出学校所在地的经度约数。

注：

北回归线以北的地区，该活动的开展无时间上的限制；赤道与北回归线之间的地区，最好在秋分日至春分日的时段内开展。

所测量的数据ａ、ｂ供本章后面的活动备用。

２．在日常生活中，如果各地都使用同一地方时行不行？

为什么？

时区和区时为了便于使用，国际上规定将全球划分为２４个时区，每个时区占１５个经度，以该时区中央经线的地方时为整个时区的统一时间，叫作区时，又称标准时。

１．按照上面课文的标准，提出你认为是最好的时区划分方案，完成下表：

时区名称

中央纬线

２．已知某地的经度，根据你学习过的数学和地理知识，提出求该地时区的简捷方法，并举例说明。

区时的换算位于同一个时区内的各地，采用相同的区时。

不同时区的各地，采用各自的区时。

相邻时区的时间相差１个小时，东大西小。

已知一个地方的区时，求另外一个地方的区时时，先求出两个地方的时区之差。

如果所求的地方在已知地方的东边，则加上这个差数；如果在西边，则减去这个差数。

例如，美国华盛顿位于西五区，当北京时间是８日下午５时时，华盛顿的时间为：

（１２＋５）－１３＝４，即华盛顿是８日凌晨４时。

１．在类似上面的例子中，如果两个时间相加超过了２４小时，应该怎么办？

如果两个时间相减，不够减时又该怎么办？

２．因为地球是球形的，所以东西相距比较远的甲乙两地，我们既可以说乙地在甲地的东边，也可以说乙地在甲地的西边。

这时按照上面的方法进行日期和时间的计算时，会出现什么样的结果呢？

打开地图册，找两个经度相差较大的著名城市，设定一个城市的日期和时间，用不同的方法计算另一个城市的日期和时间，将计算结果填入下表。

所选城市

经度

时区

按照乙地在甲地东边计算

按照乙地在甲地西边计算

日期

时间

日期

时间

甲：

设定:

设定：

设定:

设定：

乙：

计算：

计算：

计算：

计算：

３．从上述计算结果中，可以看出什么问题？

为什么？

你认为应该如何解决这样的问题？

试提出一些具体的方案。

日期和国际日期变更线在世界地图或地球仪上，可以看到有一条大体沿１８０°经线穿行的折线，也就是国际日期变更线。

它是为了消除因为地球是球形而导致的日期换算中的不同结果而设定的，同时又为了保持１８０°经线上同一行政归属的地方日期相同，故在这样的地方改用折线。

１．在进行时间和日期的计算时，如果计算过程中“穿越”了国际日期变更线，应该怎样计算？

将你认为最简捷的方法提出来，与同学交流。

２．有了国际日期变更线，在世界的时区中就有了一个特殊的时区，为什么？

二、地球的公转

■

（一）地球公转

地球绕太阳运行叫公转，其路径叫公转轨道。

在天球坐标中?

熏地球公转轨道面叫黄道面。

地球公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

地球沿公转轨道自西向东，每天移动约５９′。

地球公转的周期为１年，约为３６５日５时４８分。

近日点和远日点

地球公转轨道上离太阳最近的点叫近日点，距太阳约１４７１０万千米；离太阳最远的点叫远日点，距太阳约１５２１０万千米。

每年１月初，地球经过近日点，公转速度较快；每年７月初，地球经过远日点，公转速度较慢。

地球的赤道面与黄道面之间的夹角，叫黄赤交角，约为２３．５°。

也可以说，地轴与黄道面之间，约呈６６．５°的夹角。

■

（二）地球公转的地理意义

由于黄赤交角的存在，使得地球位于公转轨道的不同位置时，太阳光线直射点的纬度位置不同，从而导致太阳直射点的南北移动、各地正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化以及四季的更替、五带的划分等一系列地理现象。

地球公转过程中，太阳光线直射点可能达到的最南和最北的纬度位置，称为南、北回归线。

它们的纬度分别是２３．５°Ｓ和２３．５°Ｎ。

南、北回归线之间，是一年之中获得太阳辐射能量最多的区域，称为热带。

图1-14黄赤交角示意

使用地球仪，或者以其他小型球体来当作地球的模型，再用一只手电筒射向这个球体，以代表太阳光。

探讨以下问题：

１．当太阳光直射赤道时，在地球自转的过程中，世界各地的昼夜交替现象如何？

２．当太阳光直射南（北）回归线时，在地球自转的过程中，有没有无昼夜交替现象的地方？

如果有，是哪些地方，会出现什么样的现象？

３．绘图和填表。

绘制在地球公转的过程中，太阳光直射赤道和南（北）回归线的示意图，并用图解法求出地球上另外两条特殊纬线的纬度。

图1-15太阳光直射赤道示意图1-16太阳光直射北回归线示意图1-17太阳光直射南回归线示意

太阳光直射的纬度

白昼消失的地区

黑夜消失的地区

简要说明

北回归线

南回归线

一年中因为地球公转导致昼夜交替现象消失的最大范围的界线，称为南、北极圈。

它们的纬度分别为６６．５°Ｓ和６６．５°Ｎ。

南、北极圈之内，是地球上最寒冷的区域，称为寒带。

南、北半球热带与寒带之间，是南、北温带。

在日历上注明的春分、夏至、秋分和冬至的日期，有时各年有所不同；还有的日历所注明的春分、夏至、秋分和冬至的具体时刻，几乎是年年不同。

为什么？

太阳相对于地平面的高度角叫太阳高度，太阳高度的最大值为９０°。

各地太阳高度在地方时１２时时最大，称为正午太阳高度。

正午太阳高度在太阳光直射的纬线最大，向南、北两侧逐渐降低。

黄赤交角的存在，还使得地球在运动过程中，除赤道外的其他地方，昼夜长短都在变化。

当太阳光直射北半球时，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，在北极圈内，出现太阳整日不落的极昼现象；在南半球则昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长，在南极圈内，出现极夜现象。

赤道上各地的昼夜长短，基本上没有什么变化。

晨昏线

白昼与黑夜的界线称为晨昏线，它把地球分为昼半球与夜半球。

当把纬线看成是地球自转过程中地面上任何一点的运动轨迹时，就可以说，晨昏线把这些轨迹分割成昼弧与夜弧。

一个地方的昼夜长短，就取决于它所在纬线圈昼弧与夜弧的比例关系。

在地球公转的过程中，两极附近一些纬线圈与晨昏线不相交，这样的地方出现了连续２４小时以至更长时间的白天或黑夜，称为极昼或极夜。

春分和秋分时，太阳直射赤道，晨昏线平分所有的纬线圈，全球各地昼夜等长。

地球公转造成地球中纬度地区形成明显的四季变化。

作为一种天文现象，四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。

夏季是一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节；冬季是一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节；春秋两季是冬夏两季的过渡季节。

１．简易测量学校所在地某日的正午太阳高度。

如图１－１８，图中ａ、ｂ为教材第１８页活动中的测量数据，利用所学的数学知识，求出学校所在地当日的正午太阳高度Ｈ。

２．如图１－１９，图中Ａ为太阳直射点，其纬度为δ，Ｂ点的纬度为φ，Ｈ为Ｂ点的正午太阳高度。

请用图解法求Ｂ点的正午太阳高度Ｈ与当地纬度φ、太阳直射点纬度δ之间的关系，并归纳求各地正午太阳高度的通用公式。

图1-19图解法求正午太阳高度示意

３．查阅地图册，并利用上面求得的公式，完成下表：

地点

纬度

正午太阳高度

夏至日

春分、秋分日

冬至日

你所在的学校

北京

南北回归线之间的著名城市（）