五年级科学下册第四单元

北极星“不动”的秘密：
地球是围绕一个假想轴在转动，称作地轴。
北极星就处在地轴的延长线上。地
球转动时，地轴始终倾斜着指向北极星，
这就是北极星“不动”的秘密。
因此。地球仪也都做成倾斜的样子。
地球绕地轴自西向东自转，周期 是24小时。
从它身上你了解哪些有关地球的知识？
是圆的！有地轴！是蓝色的！能转动！
日心说
哥白尼的思考：
2、地球是在运动，并且24小时自转一圈。 a、因为天空比大地大得太多，如果无限大得的天 穹在旋转，而地球不动，实在很难想像。
日心说
哥白尼的思考：
3、太阳是不动的，而且处于宇宙的中心，地 球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。
a、因为我们每天都能看到太阳、月亮、星星东升 西落。
地心说 日心说
代表人物：托勒密
代表人物：哥白尼
哥白尼
波兰天文学家。经过 长年的观察和计算， 取得可靠数据，提出 “日心说”。临终出 版了他的伟大著作《 天体运行论》。
日心说
哥白尼的思考：
1、认为地球是球形。
a、如果在船桅杆顶放一个光源，当船驶离海岸时， 岸上的人们会看见亮光逐渐降低，直至最后消失， 这说明地球表面是球形的。
北京比乌鲁木齐早迎来黎明几小时? 北京和巴黎的日出时间相差几小时？ 北京和纽约日出时间相差几小时呢？
2 8 13
世界时区图
地球自西向东自转
怎样证明？
5 北极星“不动”的秘密
北斗七星
斗柄东指天下皆春，斗柄南指天 下皆夏，斗柄西指天下皆秋，斗柄北 指天下皆冬。
“圆心”北极星
照片一 ： 这张照片是人们在夜晚较长一段 时间内连续对着北极天空拍摄而得到的。
地心说
日心说
简单图示法
• 托勒密的观点：
1、认为地球是球体。如果地球是扁平的， 那么全世界的人将同时看到太阳的升起和 落下。 2、地球处于宇宙的中心，且静止不动。如 果地球转动，就必然带动其他物体一起转 动，如（云、人类）而而实际上人类、云 彩和鸟类都可以自由运动。 3、所有的日月星辰都围绕地球转，并且 每天都做一次圆周运动。因为人们每天看 到这些日月星辰都在有规律的东升西落。
1046.6小时。也就是说约要43
天才会发生一次昼夜交替 现象，不会24小时内发生一次昼夜交
替现象，这显然是不符合实际情况的。
昼 夜 交 替 的 认 识
“太阳不动，地球围绕 太阳公转但不自转”这 种情况下，也会有昼夜 交替现象，但要地球绕 太阳一圈才会发生一次 昼夜现象，也就是说需 要约8760个小时的 时间，这显然也是不符 合事实的。
2、日心说的主要内容：
1、认为地球是球形。
2、地球是在运动，并且24小时自转一圈。
3、太阳是不动的，而且处于宇宙的中心，地 球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。
地球在自转？
怀疑？怀疑？怀疑？怀疑？
底盘和摆架转动情况
未转动时 缓慢而平稳地转动90度后 缓慢而平稳地转动180度后 缓慢而平稳地转动360度后 我们的结论
这样转动我们称为什么？ 自转有什么特点？
绕地轴旋转，方向自西向东， 周期24小时。
地球有没有绕着 太阳公转呢？
什么是地球公转？
公转就是地球围绕着太阳转动。 公转一周是一年。
视觉上产生的位置差异 （简称视差）
一个简单视差例子
摆摆动方向
前后来回 前后来回 前后来回 前后来回
实验证明摆具有保持摆方向不变的特点。
• 思考：如果地球表面竖立一个巨大的摆， 当地球这个圆盘转动后（自转），会出现 什么现象？ • 反过来，如果真的有这样一个摆，而且摆 动的方向发生了偏移，又说明了什么?
质疑在300年后
傅科
法国物理学家。在家里 研究摆的规律时偶然发现 摆的特性。为此他开始着 手实验证明哥白尼日心学 说的关键：地球是否自转。 1851年，傅科完成了举世 瞩目的傅科摆实验，从而 使人类第一次亲眼看到了 地球是在自转，从而使更 多的人开始接受哥白尼的 日心学说。
模拟实验四：在一个球上贴几个小
人，代表地球上的人，让球自转的同 时，想办法让小人能看见教室一面墙
上的“北极星”不动。
地球转 动时地
轴始终 指向北
极星。
Diqiu zhuandong
虽然没有“南极星”南方的星空也在旋转
一张曝光时间为20分钟的照片，拍摄地点位于 南极点阿蒙森—斯科特南极站，照片上“显示” 出南天天轴。
地心说
托勒密的思考：
1、认为地球是球体。
a、如果地球是扁平的，那么全世界的人将同时看 到太阳的升起和落下。 b 、我们向北行进，越靠近北极，南部天空越来 越多的星星便看不见了，同时却又出现了许多新 的星星。 c、每当我们从海洋朝山的方向航行时，我们会觉 得山体在不断地升出海面；而当我们逐渐远离陆地 向海洋航行时，却看到山体不断地陷入海面。
室墙上贴一颗星星当作北极星，请一位同学坐 在转椅上，当眼睛盯着北极星看时，北极星好 像是不动的，如果视点落在哪一颗星星上，周 围的星星就会围绕哪一颗星星运动。
模拟实验三：观察陀螺运动，想象：陀 螺转动时，围绕着一个假想的轴。能想 象地球是怎样运动的吗？
地球自转也有轴，地轴相对不动， 地轴也可以倾斜
150年前 傅科摆实验 所用的 沙盘 和标尺 现仍 保存于巴黎 万神庙大厅。
北京天文馆“傅科摆” “傅科摆”作为地球自转的有力证据，现已为世界所公认。我国北 京天文馆的大厅就有一个“傅科摆”，一个金属球吊在高高的圆穹顶上， 摆下面是一个有刻度的大圆盘。摆摆动时人们可以在刻度盘上读取旋转 的度数。前去参观的人们都喜欢在这里停留一段时间，亲眼看看地球是 怎样自转的。
“圆心”是否在天顶位置？是不是与天顶 有一定的倾斜角度？
圆心不是在头顶正上方，而是 在北方的天空中
照片二：这张照片也是人们在夜晚较长一段 时间内连续对着北极天空拍摄而得到的。
在北半球通常以北极星为目标 帮助他们辨认方向。
利用北极星辨认方向
北极星“不动”
模拟实验一：纸板北极星
模拟实验二： 用一个转椅代表地球，在教
我们组发现：_________先迎来黎明。
我们组发现：_________先迎来黎明。
推测：我们每天看到太阳星星东升西 落，据此你可知地球是如何运动的？
地球自东向西or自西向东旋转？
地球自转的方向
自西向东
（逆时针）
西
东
乌鲁木齐
北京 ☆
• 动画世界时区图
以经线为标准，将全球分为24源自文库时区。
世界时区图
哪一种昼夜交替现象最有可能呢？
1、地球不动，太阳围着地球转
2、太阳不动，地球围着太阳转
3、地球自转
4、地球围着太阳转，同时自转
当“地球不动，太阳围绕地球转”时， 地球上有昼夜交替，但是太阳要绕地球一圈， 才会发生一次昼夜交替。太阳离地球1.5
亿千米，太阳运行的速度是250千米/秒，
照此速度，科学家推算太阳绕地球一圈要花
• 哥白尼的观点：
1、认为地球是球形。如果在船桅杆顶放一个 光源，当船驶离海岸时，岸上的人们会看见 亮光逐渐降低，直至最后消失，这说明地球 表面是球形的。
2、地球是在运动，并且24小时自转一圈。因 为天空比大地大得太多，如果无限大得的天 穹在旋转，而地球不动，实在很难想像。 3、太阳是不动的，而且处于宇宙的中心，地 球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。 因为我们每天都能看到太阳、月亮、星星东 升西落。
(二)炮弹法
地球时刻不停地自转，那么，地面上水平运动的 物体，必然相对地发生持续的右偏（北半球）或 左偏（南半球）。
根据这种观点，人们分析射出炮弹运动的方向， 结果证实了上诉观点的正确性。
地球的自转有什么影响和表现？
教科版五年级科学下册
•
谁先迎来黎明
这两个城市分别在我国的什么位置？
北京
世界时区图
根据时区图上的五大城市位置你能说哪个城市 最先迎来黎明，哪个城市最迟迎来黎明？
世界时区图
最先迎来黎明的城市：北京
最迟迎来黎明的城市：纽约
观察世界时区图：
• 北京比乌鲁木齐早迎来黎明几小时? 我国目前统一采用的地方时是北京时间。 • 北京和巴黎的日出时间相差几小时？ • 北京和纽约日出时间相差几小时呢？
乌鲁木齐
北京
乌鲁木齐
这两个城市分别在我国 的什么位置？
乌鲁木齐
北京
确定位置 北京在乌鲁木齐的 乌鲁木齐在北京的
西 乌鲁木齐
东
西
边 边
东
北京
乌鲁木齐
北京 ☆
思考：我们可以用怎么的模拟实验来找寻答案？
模拟实验
模拟实验记录单
第_____小组
地球自转方向： (用示意图画出来)
地球自转方向： (用示意图画出来)
2.人类认识地球及其运动的历史
对于地球，人类的思考一直没有停止过——
为什么太阳每天会东升西落，每天地球都有白天黑 夜之分？ 地球是方的还是圆，或许是天圆地方？
困扰人类
探索解密
科学历史的进程
地心说
代表人物：托勒密
托勒密
古希腊地理学家， 天文学家。长期进 天文观测。他是世 界上第一个系统研 究日月星辰的构成 和运动方式并作出 成就的科学家。
傅科摆的特点： 长摆绳
重摆锤
刻有度数的圆盘 特殊的悬挂装置
傅科摆实验
1851年，傅科 在巴黎万神庙用单 摆成功的作了一次 著名的实验，用以 证明地球自转。
图为万神庙外 观。
悬 挂 于 大 厅 的 傅 科 摆
摆 摆 下 绳 锤 方 长 重 为 直 米 千 径 克 ６ 米 的 沙 盘 67
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地心说
托勒密的思考：
2、地球处于宇宙的中心，且静止不动。 a、如果地球转动，就必然带动其他物体一起转动， 如（云、人类）而而实际上人类、云彩和鸟类都 可以自由运动。
地心说
托勒密的思考：
3、所有的日月星辰都围绕地球转，并 且每天都做一次圆周运动，因为人们每天看 到这些日月星辰都在有规律的东升西落。
昼 夜 交 替 的 认 识
“地球自转，不公转” 时，地球自转一周就会 发生一次昼夜现象。如 果是这样，地球上某地 的昼夜长短、气温变化 就天天一样，不会出现 差异，也就不会发生四 季变化。这也不符合实 际情况。
昼 夜 交 替 的 认 识
昼 夜 交 替 的 认 识
只有“地球 围绕太阳公转， 同时自转”才会 既有昼夜变化， 又有四季变化， 才符合真实的情 况。
• 讨论：傅科摆有什么特别 之处？ • 傅科摆摆动后发生了什么 现象？ • 它为什么能证明地球在自 转？
• 当钟摆摆动时，在没有外力的作用下，它 将保持固定的摆动方向。如果地球在转动 ，那么钟摆下方的地面将旋转，而悬在空 中的摆具有保持原来摆动方向的趋势，对 于观察者来说，钟摆的摆动方向将会相对 于地面发生变化。 1851年法国物理学家傅 科为证明地球自转所设计的一种摆，称为 博科摆。傅科摆绳长67米，绳端摆锤重27 千克，这种摆自由摆动时间较长，便于人 们观察。摆下有一个有刻度的圆盘，盘上 刻有通过圆心的直线。
英国伦敦格林尼治天文台
每相邻的两个时区的时间就相差1小时 。
0 时
1 时
2 时
3 时
4 时
5 时
6 时
7 时
8 时
9 时
10 时
11 时
12 时
13 时
14 时
15 时
16 时
17 时
18 时
19 时
20 时
21 时
22 时
23 时
24 时
当2008年8月8日晚上20点北京奥运会开幕的时候， 美国纽约的人们在当天上午通过电视直播观看到盛大 的开幕式。
证明地球在
自转
复习
托勒密关于地球的运动，提出 1、古希腊天文学家__________ 地心说 的理论。 了______
哥白尼关于地球的运动，提出 2、波兰天文学家___________ 日心说 的理论。 了______
复习
1、地心说的主要内容：
1、地球是球体。 2、地球处于宇宙中心，而且静止不动。 3、所有的日月星辰都围绕地球转，并且 每天都做一次圆周 运动。
地球的自转还有哪些证据可 以证明呢？
深井自由落体偏向 炮弹偏向
证明地球在自转的其他方法
（一）探井测量法 地球时刻不停地自转，那么，由于自转速度随高 度的增加而增大，自高处下降的物体，在下落过 程中，必然具有较高的向东的自转速度，因而必 然坠落在偏东的地点为了证实这一点，有人曾在 很深的矿井中进行实验， 实验结果是：自井口中心下落物体，总在一定的 深度同矿井东壁相撞。这从另一侧面证实了地球 的自转。
地心说
托勒密的思考：
1、认为地球是球体。 2、地球处于宇宙的中心，且静止不动。 3、所有的日月星辰都围绕地球转，并且 每 天都做一次圆周运动，因为人们每天看到这些日 月星辰都在有规律的东升西落。
1、地球不动，太阳围着地球转
2、太阳不动，地球围着太阳转
3、地球自转
4、地球围着太阳转，同时自转
科学历史的进程