(共20张PPT)
第2单元 地球的运动
2.5 影长的四季变化
科学概念目标
(1)正午时,物体影子随季节变化呈有规律的变化。
(2)圭表是中国古代测量正午时刻的日影长度的天文仪器。
科学探究目标
(1)能复制古代天文仪器,模拟测量四季的影长。
(2)能通过实验收集数据、分析数据,帮助我们发现四季影长的变化规律。
科学态度目标
有创新精神,勇于采用新的方法和新的材料,有创意地完成圭表的制作。
科学、技术、社会与环境目标
(1)了解科学技术可以让我们更好地改造生存环境,顺应自然规律,减少自然灾害对人类生活的影响。
(2)通过复制古人发明的仪器,感受古人的智慧,体验中国古代科学技术的先进。
教学目标
谈话导入,聚焦问题
日影变化和季节变化
日影变化会随季节有规律地变化吗?
认识圭表
正午时分,夏季太阳高度最高,冬季太阳高度最低,春季和秋季太阳高度适中。
正午时分,夏季影子长度最短,冬季影子长度最长,春季和秋季影子长度适中。
从夏季到冬季,正午时分的影子逐渐变长;从冬季到夏季,正午时分的影子逐渐变短。
阅读交流,认识圭表
认识圭表
●圭表的基本构造及原理
圭表,是我国古代度量日影长度的一种天文仪器,由“圭”和“表”两个部件组成。直立于平地上测日影的标杆和石柱,叫做“表”;正南、正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做“圭”。
当太阳照着表的时候,圭上就出现了表的影子。不同季节的正午时分,表的影子长度呈现出有规律的变化。
根据测量结果,我国古人很早就知道一年约等于365天。
阅读交流,认识圭表
认识圭表
那么“圭”是什么?
最初立杆测影是在平整的土地上进行的,在影端画一记号,如“×”形,再量影长,这便是土圭。土圭源于周代,但直到汉代,它只被解释为在地面做记号。除土圭外,还有石圭、铜圭、玉圭等。
河南省郑州市登封观星台——大型圭表
● 圭表的起源
古人在长期的生产和生活中,由于确定方向和季节的需要,经常观测树木、房屋等在太阳光照耀下投下的影子。渐渐地,人们发现影子的变化是有规律的。人类社会正是在这种规律中产生了方向和时间的概念。经过长期观测树木等的影子,人们便想到在平地上直立一根竿子或石柱进行观测。这根竿子或石柱便是早期的“表”。
阅读交流,认识圭表
认识圭表
● 圭表的发展
早在公元前20世纪,陶寺遗址时期,我国中原地区已开始使用圭表测影法。到了汉朝,学者还采用圭表日影长度确定“二十四节气”,采用圭表测影法定出黄河流域的日短至(白昼最短)这天作为冬至日,以冬至日为“二十四节气”的起点,将冬至到下一个冬至之间的时间段分割为24段(每段15日),即24节气。每两个节气之间的天数平均。古人把这种方法叫“平气法”(又称“平均时间法”)。先测出冬至日是因为冬至时影子最长,其相邻几天的影长变化最为明显,更利于观测记录。这样一来,圭表不仅可以用来确定当前节气,而且还可以用来在历书中排出未来的一年及二十四个节气的日期,作为指导古代汉族劳动人民农事活动的重要依据。
制作简易圭表
②在圭面上立表。
①制作圭面刻度。
利用长尺在A3纸条上画出刻度线,标上数值,当作圭表中的“圭”。
明确一年四季正午时分太阳的位置
做模拟实验,发现影长变化
冬至最低,春分和秋分适中,夏至最高。
根据太阳位置变化,模拟影长变化
做模拟实验,发现影长变化
手电筒模拟太阳,放在相应的位置
根据实验数据,绘制折线图
集体研讨,明确影长四季变化的规律
分析实验数据,发现规律
集体研讨,明确影长四季变化的规律
①夏至正午时分物体的影长最短;冬至正午时分物体的影长最长;春分与秋分正午时分物体的影长一样长。
②夏至到冬至,正午时分物体的影长由短变长;冬至到夏至,正午时分物体的影长由长变短。
③两次正午时分物体影长最长(或最短)的时间间隔是一年。
通过实际观测验证结论
实际观察
把圭表放到正午时分太阳可以照射到的窗边,在每个月的固定日期(如1月15日,2月15日……)测量并记录表的影长(可以用折线图记录)。经过一年的观察,再来看看实际观察的结论是否跟模拟实验的结论一致。
认识太阳仰角
拓展延伸
地平面与太阳光线的夹角。
拓展延伸
①同一个地点,一年四季中,夏至日出时间最早,日落时间最晚;冬至日出时间最晚,日落时间最早;春分和秋分的日出时间相同,日落时间也相同。
②同一个地点,正午太阳仰角夏至最大,冬至最小,春分和秋分相同。
总结
(1)夏至正午时分物体的影长最短;冬至正午时分物体的影长最长;春分与秋分正午时分物体的影长一样长。
(2)夏至到冬至,正午时分物体的影长由短变长;冬至到夏至,正午时分物体的影长由长变短。
(3)两次正午时分物体影长最长(或最短)的时间相隔是一年。
(1)填空题。
①下图为中国古代测量日影长度的天文仪器,名叫 ,由
和 两部分组成。
②古人通过观察正午时分同一个物体的影长来观察四季:影长适中时,是 季和 季;影长较长时,是 季;影长较短时,是 季。
(2)判断下列说法是否正确,对的画“√”,错的画“×”。
①正午时分同一个物体的影长变化具有周期性,完成一次周期性变化的时间是一年。 ( )
②一天中,正午时分物体的影子最短。 ( )
③圭表的圭与表是相互垂直的。 ( )
④正午时分,用圭表观测日影时,应将圭表沿东西方向摆放。( )
⑤同一地点,一年四季正午时分太阳的位置都是相同的。 ( )
⑥正午太阳仰角越大,日影长度越长。 ( )
基础达标
(3)将正确答案的序号填在括号里。
①古人用圭表主要观测的是( )。
A.一天中物体影长的变化规律
B.一年中正午时分物体影长的变化规律
C.当时所在的时刻
②从夏季到秋季,同一个物体正午时分的影长变化规律是( )。
A.由短变长 B.由长变短 C.长度不变
③一年之中,正午时分太阳仰角最大的节气是( )。
A.春分和秋分 B.夏至 C.冬至
④关于影长与四季变化,下列说法中正确的是( )。
A.夏至那天正午时分物体影子最长
B.不同季节物体影长不同与太阳的位置无关
C.正午时分物体影子越长,越接近冬至
⑤下列几个节日中,正午影子最长的是( )。
A.春节 B.端午节 C.中秋节
基础达标
综合探究
(1)将春分、夏至、秋分、冬至四个节气填写在图中对应的位置。
综合探究
(2)根据下表中的数据回答问题。
①分析表格中的数据,填写“影长描述”一栏。(选填“适中”“最短”或“最长”)
②正午时分太阳高度越小,太阳光越斜射,( )。
A.地面温度越高 B.地面温度越低 C.地面温度不变