第五章 地球运动及其地理意义
第一节 地球运动的主要方式
第二节 地球自转及其地理意义
第三节 地球公转及地理意义
第四节 变化中的地球运动
第一节 地球运动的主要方式
• • • • • • 自转 公转 月地绕转 地轴进动 极移 板块运动
第二节 地球自转及其地理意义
思考题
• 1.如何证明地球的自转?
• 2.何谓地轴进动?其规律、成因与后果是什么？ • 3.何谓极移现象？其规律、成因与后果是什么？
一、 地球自转的证明
A'
B' t B
A
1. 落体偏东现象:自由落体总是偏落在 C 铅垂线东侧的现象。 东 CB=AA'>BB' 东偏位移=AA' - BB' = CB' 2. 傅科摆偏转现象: （1）摆的结构与特点: ① 结构——重锤，长钢丝，万向节。
西
N
② 特点——摆动周期长速度慢（阻力小），惯性大维持 时间长，摆动平面不受支架水平转动的牵连。 （2）偏转现象：在北半球摆动平面发生顺时针偏转, 南半球则相反。
钢丝
摆 动 平 面
金属摆锤
4 小时 3 2 1
北半球摆面偏转方向
摆面偏转的本质是地球自转
± ¼ «
(3) 解释—— 说明地球在自转。 赤道无偏转
±° ë Ç ò Ë ³ ±Õ Ê ë Æ « × ª
Ä Ï
¼ «
Ä ° Ï ë Ç ò Ä æ ±Õ Ê ë Æ « × ª
¼ Í 1.2— 4¸ µ ¿ Æ ° Ú µ Ä Æ « × ª
二、地球公转的规律
公元2000年
北天极
1. 地球的轨道参数 (1)轨道扁率=(a-b) /a=1/7000 (2)黄赤交角= 23°26' 21. 448"
二、 地球自转的规律
1、自转的周期 （1）恒星日 （23h 56m）
某恒星（或春分点）连续两次 上中天 的时间间隔（真周期， 地球自转360°）。
★
同一恒星
★
太阳 59′ 13°38′ 59′
（2）太阳日（均值24h
）
日心连续两次上中天的时间间隔 （ 昼夜更替的周期，地球平均 月亮 自转360°59′ ） P161
（2）光行差（1725年由布拉德雷发现）——由于地球的 公转运动,使恒星的视方向与其真方向产生的差角（k）。
以下雨为例
真 方 向
真 方 向 C
k
K=20.5“ Ve
① 视差位移与光行差位移的方向差别
A' B'
A' B'
视差位 移方向

A
光行差位 移的方向 B
B
A
① 视差位移与光行差位移的方向差别
A
（3）太阴日（24h50m）
月心连续两次上中天的时间 间隔（ 潮汐周期，地球平均 自转373 °38 ′ ）
A

2、自转的速度
（1）角速度——全球一致。 =15°/小时 （2）线速度 V= （R+ h）cos （3） 的微小变化

L
R h
① 季节性变化:由气团洋流的运动引起（± 1/1000秒） ② 长期变慢——由潮汐摩擦引起（+1.6秒/10万年）。 地内物质运动引起。 ③ 不规则变化 大冰期自转快，间冰期自转慢。
1、公转的发现——1543年哥白尼提出日心说认为地球与 行星是绕日公转的。
2、 公转的证明
A' B'
(1)恒星的周年视差位移(1838年由贝塞耳首测) 天鹅座61 = 0.3" 比邻星 = 0.76" 周年视差
B

A
秒差距=1/ "
1秒差距=3.26光年
比邻星的距离(秒差距)=1/ " =1/0.76=1.32(秒差距)=4.29(光年) (2)光行差(1725年由布拉德雷发现)——由于地球的公转 运动,使恒星的视方向与其真方向产生的差角(k)。
首次实验在巴黎 保泰安教堂完成 钢 丝 长 67 米
锤重28公斤
傅科摆及其悬挂 装置——万向节
摆的运动可以超 然于地球的自转，但 悬挂摆的支架一般却 要带动它参与地球的 自转。为解决这一问 题，傅科采取了一种 简单而巧妙的装置－ 万向节（如图），从 而使摆动平面超然于 地球的自转。
（2）偏转现象：在北半球摆动平面 发生顺时针偏转，南半球则相反。
A
A'
A"
B C
B"
B'
C'
S
O
N
O' A A'
(3)地转偏向力(科里奥利力A) A=2mV sin
B B'
S
5、导致赤道隆起地球变扁
在自转的地球上，每一 个质点的圆运动的中心都在 地轴上，惯性离心力的方向 都垂直并背离地轴。如把一 地的惯性离心力分解为垂直 和水平方向的两个分力，那 么，这后一分力作用下，物 质有向赤道集聚的趋势，地 球变成了扁球体。
南 天 极 星 留 迹
2、昼夜与时间的更替
(1)昼夜更替——使太阳均匀加热地球,对生命活动有利。 (2)时间交替——时区的产生。
3、地球坐标的确定 164-166 （1)经纬线与地球上的方向 （2）地理坐标的经纬度
（3）地球上的距离
N
4、物体水平运动的方向偏转 (1)现象:在北半球弹体偏向 目标右方,南半球则偏左方。 (2)解释:P166-168 ①南北向弹体的偏转 北半球: AA"=BB'>AA' (右偏) 南半球: BB"=CC'<BB' (偏左) ②东西向弹体的偏转
•
艾森彗星的行踪？（20131129）
•
–
嫦娥三号发射（20131202）
思 考 题
1.何谓恒星的周年视差位移和恒星的光行差位移 ,两 者之间有何区别? 2.简述地球公转的规律(轨道参数,周期,速度)。
3.古人如何发现太阳的周年视运动?
第三节 地球的公转运动 一、地球公转的发现与证明 (P168-170)
K ② 光行差（K）的大小： → → K随Ve与C夹角的增大而增大。 → → 当Ve⊥C时K值最大，称为光行差常数。
Ve
对于任意恒星，只要地球位于通过星日连线且垂直于
地球轨道的平面与地球轨道的交点上，则该恒星的K值 最大。
③光行差常数：
∵K角很小其所对的弦弧近似相等 ∴用弧度表示有：K= Ve/C=0.0000993 化为角秒有: K= 206265×0.0000993=20.48″ （3）多普勒效应 170
（三）地球自转的地理意义
1、天球的周日运动
图A
P 天北极
②天体周日圈的大小 ①天体周日运动的轨 ③地理纬度不同，天 随天体 δ绝对值的增 迹（周日圈）平行于 体周日圈的倾角不同 天赤道。 大而缩小。 θ=90°- | |
图B
天赤道
P
地
平
P'
圈
P'天南极
P

θ
图C
地平圈
P'
在西班牙哥林那地区1999.11.18拍到的狮子座流星雨