第四单元 地球的运动
一、昼夜交替现象：在地球上看到昼和夜不停的交替出现，我们可以提出这样的几种假说：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、太阳不动，地球自转。4、地球围着太阳转，同时自转。要判断哪种假说是正确的，我们首先要在地球上确定一个区域，确定作为太阳和地球的工具，再来进行实验。实验后发现这四种假说都能使地球上的某一区域出现昼夜交替的现象，单是昼夜交替不能确定哪种假设是正确的，我们得寻找新的更多的证据。
二、人类认识地球及其运动的历史： 观点和学说，地心说：古希腊天文学家托勒密提出、地球是球体、地球处于宇宙中心静止不动、太阳围着地球转。日心说：波兰天文学家哥白尼、著作《天体运行论》、地球是球形、地球是运动的，每24小时自转一周、在太阳是不动的，地球围着太阳转。
三、证明地球在自转： 将摆和它的支架放在一个圆形的底盘上，摆摆动时转动底盘，摆摆动的方向并没有随着底盘的转动而改变，而是基本不变。日心说发表300年后，傅科利用傅科摆证明了地球在自转。他发现：随着时间的推移，地面上刻度盘的方向与摆的方向发生的偏移，由于摆的方向能保持不变，所以只能说明地球在自己转动。傅科摆作为地球自转的证据，已为世界所公认。
四、谁先迎来黎明： 地球在自转，自转的方向不同，各地迎来黎明的时间和顺序也不同。当我们坐在行驶的火车内看外面不动的树时，树的运动方向正好与我们的运动方向相反。我们处于运动的地球上，看到原本不动的太阳自东向西（顺时针运动），则我们原本转动的地球的运动方向正好是太阳运动的相反方向，自西向东（逆时针运动）。我们可以通过世界时区图来判断时间。世界时区图是以地球的经线为标准，将地球分成24个时区。将通过英国伦敦格林尼法天文台的经线定为0度经线，0度经线向东180度为东经，向西180度为西经，第隔15度为一个时区，每相邻两时区相差1小时。在地图上越是东面（右边）的城市，越先见到太阳。知道东面的城市算西面的城市的时间，要减去时间差，知道西面的城市算东面城市的时间，要加上时间差。北京处于东八区，纽约处于西五区，相差13个小时，北京是白天时，纽约是黑夜。
五、北极星不动的秘密：地球是围绕着地轴进行转动的，因为夜晚看天空北极星是不动的，它在地轴的北部延长线上。地轴是倾斜的，因为我们看到的北极星是在偏向于北部的天空中而不是在头顶正中。在一年四季里地轴倾斜的方向是不变的，因为一年时间里在天空我们看到的北极星都是不动的，它的位置没有发生变化，地轴一直指向于北极星。
六、地球在公转吗： 地球公转的证据是：一、人们在不同夜晚的同一时间观察天空中的星座时发现，天空中星座的位置会随着时间的推移由东向西移动，如北斗七星。二、人们在观察远近不同的星星时产生的视觉上的相对位置差异――恒星的周年视差，也能证明地球在公转。我们在地球上观看两颗远近不同的星星时，不同的季节两颗星之间的相对距离和位置发生了变化。
七、为什么一年有四季： 在春夏秋冬不同季节的正午，古人发现在同一地点的杆子在地面上的影子长度是不一样的。其中春秋季影子适中，夏季最短，冬季最长，这与太阳在天空中的高度有关。阳光的直射和斜射造成了地球上不同地区气温的不同同，春秋季阳光直射点在赤道地区，赤道地区最热，南北两半球阳光是斜射的，所以春秋季气温适宜。北半球夏天时阳光的直射点在北半球，南半球在斜射的，阳光要弱，所以北半球地夏天南半球是冬天。北半球是冬季时阳光的直射点在南半球，北半球阳光是斜射的，阳光要弱，所以南半球是夏天，南北两半球的季节正好相反。四季形成的原因是阳光在地球上直射点位置的变化而形成的。
八、极昼极夜现象的解释： 在地球的南北两极，半年时间是白天半年时间是晚上，而且南北两极正好相反。主要的原因是地球是倾斜的，太阳能照亮地球的一半，地球在公转过程中倾斜于太阳的一端在地球自转时一直能被太阳光照亮。地球的运动：自转：自西向东、逆时针，绕着地轴且倾向于北方，大约24小时为一周期，用傅科摆来证明，产生了昼夜交替、北极星不动等现象。公传：自西向东逆时针绕着太阳转，一年为一周期，用恒星的周年视差、不同季节同一时间天空中星座的位置的移动来证明。产生了四季、南北极的极昼极夜现象。在认识地球的运动过程中还有一些有趣的现象如日照冬短夏长、地球公转的轨道是椭圆形等。