《地球的运动》
认识地球的运动特点及其地理意义
地球运动是地理环境的形成,以及地理环境各要素运动变化的基础,因而也是高中阶段地理学习的基础,“认识地球的运动特点及其地理意义”无疑是高中地理重要的学习目标之一。在义务教育阶段也学习地球的运动,但要求比较低,其学习目标为“认识地球的运动及其对人类活动的影响”,即只要求了解现象。高中阶段则是在此基础上的深化,强调现象本身的规律性及其成因。
地球运动及其地理意义是本模块内容的重要基础理论,对于认识自然环境中的物质运动和能量交换、自然环境的整体性和差异性、自然环境对人类活动的影响都要着重要意义。地球同时存在着不同的运动形式,如绕地轴自转、绕太阳公转、随太阳参与银河系的运动等。即使是公转也不只是简单地绕太阳作椭圆运动,而是绕日地质心运动,同时也绕月地质心运动。在中学阶段,一般只研究地球的两种基本运动形式——绕地轴自转和绕日公转。
要分析地球运动的地理意义,需要认识地球的运动规律。一方面,根据不同的参照系,地球运动有视运动和真运动的不同。另一方面,地球的自转和公转是同时进行的,两种运动叠加、合成了地球的运动。因此,应关注地球自转和公转之间的关系,避免孤立地分析某种运动。
地球运动产生的地理现象,主要包括昼夜交替和时间差异、地表水平运动物体运动方向的偏转、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化、四季更替、五带等。从成因分析,这些地理现象相当一部分是地球自转和公转共同形成的。地球自然和公转形成了黄赤交角,决定了地球表面太阳直射点的回归运动,导致正午太阳高度和昼夜长短的变化,从而形成四季和五带。
因此,不仅要分析上述现象产生的原因,还应分析这些现象对地理环境的形成和变化,以及人类活动所具有的重要意义,并且,后者更为重要。
【知识与能力目标】
1.了解地球自转和公转的方向及一些基本数据:周期、速度、公转的轨道、黄赤交角。
2.理解由于地球自转运动的昼夜交替、地方时差,掌握时间的有关换算,能正确判断晨昏线。
3.理解地球自转和公转的关系,理解太阳直射点的南北移动的过程及其原因,并能演示其运动规律。
4.理解昼夜长短和正午太阳高度的季节变化及纬度变化。
【过程与方法目标】
1.通过运用地球仪演示地球的自转和公转现象,学生能够准确地画出夏至日到冬至日太阳照射地球地示意图。
2.能根据“二分二至日太阳照射地球示意图”分析全球各地的昼夜长短状况和正午太阳高度的变化,分析同纬度地区不同季节和不同纬度地区相同季节的昼夜长短和正午太阳高度的变化。
【情感态度价值观目标】
1.树立科学的宇宙观,宇宙中所有的天体都在不断运动。
2.培养学生树立辨证唯物主义的思想观,理解事物之间是联系的,发展变化的。
【教学重点】
1.自转和公转的特征,黄赤交角的产生及其引起的太阳直射点的移动。
2.晨昏线的判断、地方时的计算、昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
【教学难点】
1.晨昏线的判断、地方时的计算。
2.太阳直射点的移动规律,正午太阳高度和昼夜长短的变化原因分析。
教学过程
第一课时
【导入新课】
送瘟神(其一)
毛泽东
绿水青山枉自多,华佗无奈小虫何!
千村薜荔人遗矢,万户萧疏鬼唱歌。
坐地日行八万里,巡天遥看一千河。
牛郎欲问瘟神事,一样悲欢逐逝波。
其中坐地日行八万里,巡天遥看一千河。是什么意思?
【讲授新课】
在初中时我们曾学过一些地球运动的知识,那么你知道地球的运动有哪两种基本形式呢?
学生回答:自转和公转运动。
我们先一起回顾地球的自传运动和公转运动的基本特点。
由初中所学的知识我们了解到,地球的自转是指地球绕其自转轴的旋转运动,自转轴就是地轴。它的北端始终指向北极星附近。
【演示】 教师转动地球仪演示地球自转运动。转换地球仪的观察角度,分别从北极和南极上方观察转动的地球仪。
【提问】 描述从北极看和南极看到的地球自转状态。
学生回答。
【演示】利用多媒体动画再次演示地球自转的运动方向,在图一中画出地球自转的正确方向。
图一
【提问】 生活在地球上的人怎样知道地球自转了一周?地球自转一周的时间是多少呢?
学生回答。
刚才同学回答的很好,地球自转一周的时间随观测参照物的不同而不同。我们一般以太阳和天空中的恒星为参照物,相应的周期我们分别称之为太阳日和恒星日。
【演示和讲解】运用“太阳日和恒星日”多媒体动画分析“恒星日与太阳日图”中恒星日与太阳日的关系。
图1????????????? 图2??????????? 图3
如图1:假设遥远的恒星(小圆)和太阳(S)同时对着地球上的一点P,设地球只自转而不公转,那么地球在E1处自转一周(电脑显示P点绕圆运动一周)。
如图2先以恒星作参照,动画显示恒星日的长度。
动画的过程是:地球一边自转(即P点绕圆心运动),一边由E1向E2运动(公转),当地球到达E2点停止,此时P点刚好对着恒星。
【提问】此时地球是否自转了一周,自转的角度是多少,以什么作参照?
学生回答。
点击鼠标,电脑画出SE2的连线和E2与恒星的连线,标出“恒星日”)从E1到E2,地球自转了360°。而因为以恒星作为参照,地球从E1到E2的时间间隔就是“恒星日”,时长23时56分4秒,是地球自转的真正周期。
图3以太阳作参照。在图2中可看出,地球在E2处时,P点还未两次对着太阳,即以太阳作参照时,地球自转还不到一周360°。
【演示动画】:地球继续自转(即P点继续绕圆运动),但地球同时绕太阳公转到E3处时,动画暂停,P点两次对着太阳。
【提问】从E1到E3,相对太阳来说,地球是否自转了一周,自转角度是多少?
学生回答:自转了一周多。
点击鼠标显示连线和“太阳日”。太阳、地面上某地点、地心第一次“三点共线”到下一次“三点共线”(注:“三点共线”是指地面上某点位于地心与太阳的连线上)的时间间隔为一个太阳日。从E1到E3的时间间隔称一个太阳日,长24小时,其自转的角度是360°59′。
完成表格内容,总结比较太阳日与恒星日的差异。
任何一种圆周运动,总离不开角速度和线速度。下面我们就来探讨一下地球自转的角速度和线速度。
【提问】什么是地球自转的角速度呢?
地球在单位时间内自转的角度叫做地球自转的角速度。
【提问】根据地球自转的周期,可以计算出地球自转的角速度大约为每小时多少度?
学生回答:15°/小时。
地球表面除南、北两极点外,任何地点的自转角速度都一样。根据地球自转周期360°/24小时推算,地球自转的角速度大约是15°/小时,1°/4分钟,1′/4秒。但南、北极点无角速度,即南、北极点的角速度为零。
我们再看看地球自转的线速度是怎样的。
地球自转时,某点在单位时间内转过的距离(弧长),叫做该点的自转线速度。
(投影)地球自转的线速度和角速度图
【提问】读图说出地球自转线速度有什么分布规律。
学生回答。
地球自转线速度的大小因纬度而异(离地轴的距离即圆周运动的半径不同,半径越大,线速度越大),赤道处最大(1670千米/小时),自赤道向两极渐小,两极的线速度为零。在南北纬60°处,自转线速度为赤道处的一半。
我们已经探讨了地球自转的规律。而地球在自转的同时,还在绕日公转。那么地球公转又有什么样的规律呢?
2、地球的公转(板书)
地球绕太阳的运动,叫做地球的公转。
【提问】结合前面我们刚刚所学的地球自转运动,说说应该从哪几个方面来描述地球公转的规律呢?
学生回答:可从地球公转的轨道、方向、周期和速度等方面来说明地球公转的规律。
【演示】多媒体动画演示地球的公转运动。在观看动画演示时,思考下面四个问题:
地球公转的方向是什么?
地球公转轨道与太阳系的八大行星一样,是什么形状?
受公转轨道形状的影响,地球公转的速度是一样的吗?
地球公转的周期是多长?
(在演示的同时,讲解回答上述四个问题)
地球公转的方向:自西向东。
地球公转的轨道与其它行星一样,是近似正圆的椭圆形,太阳位于椭圆的一个焦点上。每年的一月初,地球距离太阳最近,这个位置叫做近日点,每年的7月初,地球距离太远最远,这个位置叫做远日点。
随着地球的公转,日地距离不断发生思维的变化,公转速度也随之发生变化。在近日点公转速度最快,随后速度不断减慢,到远日点公转速度达到最慢,之后有逐渐加快,至近日点速度最快。
地球公转的周期是1个回归年:365日5时48分46秒。
【读图思考】阅读教材14页图,思考北半球夏半年的日数是186天,冬半年的日数是179天,造成这种日数差异的原因是什么?
提示:北半球夏半年地球运行在远日点一侧的轨道位置上,因此公转速度较慢,日数(公转所需时间)较长;冬半年运行在靠近近日点一侧的轨道位置上,所以公转速度快,日数少。
二、太阳直射点的移动(板书)
【提问】地球公转时,地轴的北端指向哪颗恒星?
学生回答:北极星。
对,地球在公转时是斜着身子在转动,地轴的北端永远指向北极星方向,我们假设地球是正着身子公转的,地球上会出现什么现象呢?
【地球仪演示】
学生仔细观察,说出现象。
太阳永远直射赤道,赤道面和公转轨道面重合。
阅读教材图1.18 黄赤交角与二分二至日地球的位置(北半球)。
【读图指导】
掌握“黄赤交角”的“一轴两面三角度”
(1)“一轴”指地轴。
(2)“两面”指黄道平面和赤道平面。
(3)“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′;地轴与黄道平面的夹角为66°34′;地轴与赤道平面的夹角为90°。
在地球的公转运动过程中,有“三个基本不变两个变”,是指:
(1)“三个基本不变”:地球在公转运动过程中,地轴的空间指向基本不变,北极始终指向北极星附近;黄赤交角的大小基本不变,保持23°26′;地球运动的方向不变,总是自西向东。
(2)“两个变”:地球在公转轨道的不同位置,黄道平面与赤道平面的交线、地轴与太阳光线的相对位置是变化的。
【巩固练习】
(1)黄赤交角的度数决定了决定了太阳直射点移动范围,决定了南北回归线的纬度。
(2)南北极圈的度数是 ?90°- 23°26′= 66°34′,因此也决定了南北极圈的纬度。
2、太阳直射点
由于太阳的体积比地球大得多,因此可以认为太阳射来的是平行光。
假设:假如地球表面是平面,太阳与地面的关系:均是直射。
实际:地球是球体,表面是球形,因此在球形表面只有一处垂直。
我们将太阳光线中与地球球面垂直的这条光线称为太阳直射光线,其延长线穿过地心。
我们将太阳直射光线与地球的交点称为太阳直射点。
在地球公转运动过程中,由于地球所处的轨道位置不同,太阳直射点的位置也会发生移动。
【多媒体动画演示】
观看多媒体动画演示地球的公转运动,并思考以下问题
(1)公转的四个重要位置二分二至日的日期分别是在哪一天前后?
(2)二分二至日时太阳直射地球的哪一条纬线?
(3)说出太阳直射点的运动规律。
边演示,边总结结论。
(1)春分3月21日前后;夏至6月22日前后;秋分9月23日前后;冬至12月22日前后
(2)春分太阳直射赤道,夏至太阳直射北回归线,秋分太阳直射赤道,冬至太阳直射南回归线
(3)太阳直射点是在南北回归线之间来回移动的(画图讲解说明)
3、太阳直射点的移动规律(板书)
?
【巩固练习】
(1)一年中,太阳直射点何时在北半球?
提示:从春分到秋分,太阳直射点在北半球。
(2)太阳直射点何时在南半球,方向却是向北移动?
提示:从冬至到次年春分,太阳直射点在南半球但方向却向北移动。
(3)南、北回归线上一年中有几次直射现象?两者之间的纬线呢?回归线之外呢?
提示:一次。两次。没有直射。
【课堂小结】
第二课时
【导入新课】
上节课我们学习了地球的自转和公转的一般特点,让我们一起来回顾一下。
【投影空白表格】
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
?
?
?
?
?
?
地球公转
?
?
?
?
?
学生回答,教师总结补充。参考答案:
地球运动
围绕中心
运动方向
运动周期
运动速度
地球自转
地轴
由西向东北极看:逆时针;南极看:顺时针
23时56分4秒地球自转的真正周期
1、地球自转的角速度南、北两极点为零,其他任何地点的角速度都相等,即15°/小时
2、地球自转的线速度由赤道向南、北极点逐渐减小,至60°N、S处减小为赤道的一半;两极点处为零
地球公转
太阳
由西向东在北极上空看地球公转:逆时针转在南极上空看地球公转:顺时针转
1个回归年:365日5时48分46秒
平均角速度:约1°/日,平均线速度:30 km/s。近日点公转速度最快,远日点公转速度最慢
【讲授新课】
在我们的日常生活中,我们知道有昼夜变化,为什么回出现昼和夜的差别呢?这是由于地球自转造成的,今天我们便来解决这个问题。
三、昼夜交替与时差(板书)
1、昼夜交替的分界线──晨昏线(圈)(板书)
【讲解】由于地球是一个既不发光、也不透明的球体,所以在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半。向着太阳的半球是白天,背着太阳的半球是黑夜(如图)。
昼半球和夜半球的分界线(圈),叫做晨昏线(圈)。晨昏线(圈)把经过的纬线分割成昼弧(绿色虚线)和夜弧(兰色虚线)。
【提问】假如地球不自转,地球上还会有昼夜现象吗?
参考答案:有。因为昼夜现象的产生是由于地球本身是一个不发光、不透明的球体,太阳只能照亮半个球,有光照的半球为白天,无光照的半球就是黑夜。
【提问】假如地球不自转,地球上还会有昼夜交替现象吗?
参考答案:没有。假如地球不自转,地球上就会有半个球永远是白昼,半个球永远是黑夜,不会出现昼夜交替现象。因此在地球上大部分地区,在地球自转一周的时间内(24小时),有昼夜交替的现象,昼长和夜长的时间合起来为24小时。但是由于黄赤交角的存在,地球上还有极昼、极夜现象。
【多媒体演示】 逐步演示夏至日晨昏线的画法
你们能画出直射点在南半球、赤道时地球上的晨昏线么?
【多媒体演示】南半球、赤道时地球上的晨昏线的画法
【学生练习】 在学案中的A图、B图和C图上分别绘出晨昏线。
结合我们所画出的晨昏线,我们再思考以下两个问题:
(1)晨昏线与太阳光线的关系是什么?与赤道的关系是什么?
提示:与太阳光线垂直,与赤道相互平分。
(2)如何判断晨线和昏线?
提示:顺着地球自转,由黑夜进入白昼的分界线为晨线;由白昼进入黑夜的分界线为昏线。
【学生练习】分别在下列图中标出晨线与昏线。
晨昏线(圈)上的时间并不是统一的。只是晨线与赤道交点所在经线的地方时为6时,昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时。只有二分日时晨昏线(圈)与经线重合,晨线上不同地方的地方时相同都为6时日出,昏线上不同地方的地方时相同都为18时日落;其他日期,晨线上不同地方(各自的地方时不同)同时日出,昏线上不同地方(各自的地方时不同)同时日落。
假如同学们就是太阳,地球对着太阳的一半是白天,背着太阳的一半是黑天,由于每天地球围绕太阳自西向东转,东边的地点比西边先看到日出,东边的时刻要比西边的时刻早。古时候各地都把正午太阳位置最高的时刻定为12点,因而各地的12点是不同的,所以其他时刻各地也不相同,这种因地而异的时刻,称为地方时。
2.时区和日界线(板书)
由于地球自西向东自转,在同纬度地区,相对位置偏东的地点,要比位置偏西的地点先看到日出,这样时刻就有了早迟之分。显然,偏东地点的时刻要早一些。因经度而不同的时刻,统称为地方时。因此,是地球自西向东自转产生了地方时。
(1)地方时(板书)
东边地点的时刻总比西边早。由于地球自转周期是24小时,所以经度相差1°,地方时相差4分钟,经度每隔15°,地方时相差1小时。经度上的微小差别,都能造成相应的地方时之差。
为了克服时间上的混乱,1884年在华盛顿召开了一次国际经度会议,在会上创立了标准时制度,明确了世界上的时区划分、时间计算等问题。
(2)时区的划分和区时的确定(板书)
(出示时区和国际日界线图)
【教师指图讲解】由于地球每24小时自转一周,一小时转15个经度。因此,国际上规定,每隔15°划为一个时区,全球可分为24个时区。以本初子午线为基准,从西经7.5°至东经7.5°,划为中时区,或叫零时区。在中时区以东,依次划分为东一区至东十二区;在中时区以西,依次划分为西一区至西十二区。东十二区和西十二区各跨经度7.5°,合为一个时区,称为东西十二区。
【提问】北京、东京、莫斯科、开罗、伦敦、纽约、华盛顿各在哪个时区?
【教师指图讲解】每个时区跨经度15°,同一时区各处地方时也不相同,因此国际上规定,每个时区的中央经线,叫做该时区的“标准经线”,标准经线上的时间,便是整个时区的“区时”。例如,中时区的中央经线是零度经线,零度经线的地方时便是中时区的区时;北京处在东八区,东经120°是东八区的中央经线,因此北京时间是采用东经120°的地方时,即东八区的区时。
【提问】东九区和西五区的标准经线各是多少度?
【学生回答】? 135°E?????? 75°W
【读图思考】教材P17
(1)中时区以哪条经线作为中央经线?
0°经线。
(2)如果中时区为子夜(24时),算一算,纽约和北京所在时区的区时分别是多少?
北京:第二日早晨8点;纽约(西五区)前一天19点。
(出示投影片,讲解区时计算方法)
(1)用已知经度推算时区:时区序号=已知经度÷15,所得余数<7.5,则整数即为时区序号;所得余数>7.5,则整数+1为时区序号。
(2)已知两地所在地区,计算两地时差:异区相加,同区相减。
(3)已知某地区时,求另一地区时,东加西减。
相邻两个时区的区时相差l小时。在任意两个时区之间,相差几个时区,就相差几个小时,其中较东的时区,区时早。因此,出国旅行的人,向东每跨入一个时区,应把表往前拨一小时,向西每跨入一个时区,应把表倒拨一小时,这样才能使游客的表与当地时间一致。
实际上,在分区计时的基础上,世界各国根据本国的具体情况,采用了一些特别的计时方法。有的国家根据领土跨越经度广的实际,不同的时区分别采用不同的区时作为标准时间,如美国本土部分由东到西包括西5区、西6区、西7区、西8区四个时区。这四个时区分别采用不同的区时作为标准时间,这就是常说的东部时间、中部时间、山岳时间和太平洋时间;有的国家为了国内各地联系方便,统一采用首都所在地的区时,如我国跨五个时区,为了便于各地区之间的联系与协调,全国统一采用北京所在的东八区的区时(即东经120度的地方时),这就是“北京时间”;还有的国家为了充分利用太阳照明,将本国东部时区的中央经线的地方时作为全国统一使用的时间标准。
【小组讨论】? 运用我们所学知识,讨论下面两个问题。
(1)从北京出发分别到伦敦、开罗、莫斯科、东京、纽约旅行的游客,在到达目的地时,怎样拨动手表时针,才能使手表显示的时间与目的地的时间一致?
生:到达伦敦要拨慢8个小时,到达开罗要拨慢6个小时,到达莫斯科要拨慢5个小时,到达东京要拨快1个小时,到达纽约要拨慢13个小时。
(2)希腊雅典(东二区)19时向世界转播体育比赛实况,我国的体育爱好者在电视中看到该实况的时间是:
A.13时?????????????? B.次日凌晨1时
C.次日17时????????????D.23时
【解析】 该题是根据时区进行区时换算的题目,把我国采用东八区区时视为常识。据方法(1)(2)计算得出19+(8-2)=25,当计算结果大于24,表示是第二日,我们用计算结果减去24,并在日期上加一天,就是正确答案。正确答案B。
【过渡】如果此时北京是今天上午8时,问纽约的日期和区时是________。
学生回答:昨日19时。
为了避免日期的紊乱,1884年的国际经度会议,还规定了原则上以180°经线作为地球上“今天”和“昨天”的分界线,并把这条分界线叫做“国际日期变更线”,现改称“国际日界线”。地球上新的一天就从这里开始。
(3)国际日期变更线(板书)
出示日界线示意图,讲解:
日界线是180°经线附近的一条界限,为了避免有些地区出现日期上的混乱,日界线并不是完全与180°经线重合,而是避开了陆地部分稍有曲折。在日界线以东为西十二区,日界线以西为东十二区。
由于在任何时刻,东十二区总比西十二区早24小时,所以,自东十二区向东进入西十二区,日期要减去一天;自西十二区向西进入东十二区,日期要增加一天。
【思考讨论】
有个孕妇乘坐海轮于区时12点左右生了对双胞胎,首先生下了一个女孩,然后过了1个小时又生了一个男孩。可按日期计算,男孩反而是哥哥,女孩却是妹妹,这是为什么?
提示:孕妇生下女孩后自西向东越过国际日期变更线,再生男孩时,因日期要减去一天而导致这种情况的出现。
四、沿地表水平运动物体的偏移(板书)
由于地球自转,地球表面的物体在沿水平方向运动时,其运动方向发生一定的偏转。在北半球向右偏转,在南半球向左偏转,在赤道上没有偏转。这种现象在气流和水流的水平运动中表现的最为明显。
我们把促使物体水平运动方向产生偏转的力,称为地转偏向力。
【读图分析】展示长江三角洲发育过程示意图,讲解长江三角洲的发展过程。
由于河流中心流速较慢,首先在江中心形成沙坝,将长江口水道分为南北两支,在地转偏向力的长期作用下,河道右偏,使南岸河道不断侵蚀、后退,而北支水道不断淤塞;渐渐地在长江北岸三角洲、沼泽地及边滩连成一片,最终发育了广阔的三角洲。
【课堂小结】
第三课时
【导入新课】
复习回顾:
通过前面的学习,我们已经对地球的运动有了更多的了解,下面我们先来做一道计算题。
(1)已知日本东京时刻为下午4时,美国纽约(75°W)时间为几时?北京(116°E)地方时为几时?
参考答案:美国纽约(75°W)时间为2时;北京(106°E)地方时为14时44分。
(2)请你说出由于黄赤交角的存在,太阳直射点的周年回归运动的规律。
参考答案:每年冬至日(12月22日),太阳直射在最南的一条纬线──23°26′S,此后开始向北移动,大约过三个月,到第二年春分日(3月21日)到达赤道上,然后再继续向北移动,6月22日夏至日时直射在最北的一条纬线──23°26′N,过了这一天就开始向南返,秋分日(9月23日)回到赤道上,然后继续向南移动,到12月22日冬至日时,又直射到最南的纬线──23°23′S上,过了这一天又开始向北移动。太阳直射点一年中有规律地在南、北纬23°26′的纬线上做周期性的往返运动,称为太阳直射点的回归运动。
?今天我们继续探讨在地球公转运动过程中产生的地理意义。
【讲授新课】
【思考讨论】
请同学们联系生活实际,思考以下问题:
问题1:请简单叙述一年四季昼夜长短变化规律。
问题2:请简单说明夏季为什么热?冬季为什么冷?
学生回答:(略)。
树叶凋零,人们衣着的变化都是随着气候的冷热变化而变化的。四季最主要的区别也体现在冷热的差异上,如春暖、夏热、冬寒。大家还知道一天之内也有冷热的变化,早晚凉,中午热。大家都知道这种变化与太阳的日出、日落密切相关。可是,一年中同样是中午,夏季和冬季的温度明显不一样。这又是为什么?这个问题就是我们这节课要重点解决的内容。
五、昼夜长短和正午太阳高度的变化(板书)
太阳辐射能在地球表面分配的周期性的变化,主要是通过昼夜长短和正午太阳高度角来体现的。
1.昼夜长短的变化(板书)
昼夜长短反映了日照时间的长短。
【读图分析】读图:1.23北半球二分二至全球的昼长和正午太阳高度分布。
①分析A图,太阳直射哪个纬度?哪个纬度的昼长最长?昼长的纬度分布有何规律?正午太阳高度角的分布有何规律?
太阳直射北回归线;北极圈内昼长最长,达24小时;北半球昼长夜短,纬度越高昼越长夜越短,南半球反之;正午太阳高度角由北回归线向南北两方降低。
②分析B图,太阳直射哪个纬度?哪个纬度的昼长最长?昼长的纬度分布有何规律?正午太阳高度角的分布有何规律?
太阳直射南回归线;南极圈内昼长最长,达24小时;北半球昼短夜长,纬度越高昼越短夜越长,南半球反之;正午太阳高度角由南回归线向南北两方降低。
③分析C图,太阳直射哪个纬度?哪个纬度的昼长最长?昼长的纬度分布有何规律?正午太阳高度角的分布有何规律?
太阳直射赤道;全球昼夜平分;正午太阳高度角由赤道向南北两方降低。
④北京在一年中昼夜长短的变化规律是怎样的?今天北京(学校所在地)的昼长还是夜长?明天比今天的昼长时间是增加还是减少?
北京的昼夜长短变化:冬至日(12月22日前后)时昼最短夜最长,之后随着太阳直射点北移,白昼的时间逐渐加长,在春分时(3月21日前后)昼夜平分,之后进入夏半年,白昼继续增长、夜渐短,夏至日(6月22日前后)昼最长、夜最短;之后随着太阳直射点南移,白昼的时间也随之变短,夜渐长,至秋分日(9月23日前后)昼夜平分,之后进入冬半年,昼渐短、夜渐长,至冬至日达到北京一年中昼最短、夜最长的一天。
北京的昼夜长短及变化略。
【思考讨论】
(1)昼夜长短的变化幅度与纬度高低有什么关系?
学生回答。
参考答案:赤道上全年昼夜平分;随纬度的增高,各地昼夜长短变化幅度越来越大;极圈内有极昼、极夜现象,且纬度越高,极昼、极夜的天数越多。
(2)全球各地昼夜相差幅度与太阳直射点的纬度有什么关系?
太阳直射点的纬度越高,地球上各地昼夜相差越大,出现极昼极夜的范围越大。
太阳直射北回归线时,北半球各地昼最长,夜最短,北极圈内出现极昼现象,而南半球则昼最短,夜最长,南极圈内出现极夜现象。
太阳直射南回归线时则相反。
【总结】
北半球夏半年,各纬度地区昼长夜短,纬度越高,昼越长,夜越短;夏至日北半球各纬度昼长达到一年中的最大值。北极圈及其以北地区出现极昼现象.南半球反之。
北半球冬半年,各纬度地区昼长夜短,纬度越高,昼越短,夜越长;冬至日北半球各纬度昼长达到一年中的最小值。北极圈及其以北地区出现极夜现象。南半球反之。
春秋分(3月21日前后、9月23日前后),全球昼夜平分。
【案例探究】
? 结合“太阳直射点的回归运动示意图”和教材1.23北半球二分二至全球的昼长和正午太阳高度分布图探究下列问题。
?
(1)当太阳直射点在B位置时,北半球是什么节气?昼夜长短和正午太阳高度的分布规律应为教材图中的哪幅图?它们有什么规律?
提示:为北半球夏至a图,北半球昼最长夜最短,纬度越高白昼越长,北极圈及其以内为极昼现象;南半球昼最短夜最长,纬度越高黑夜越长,南极圈及其以内为极夜现象。太阳直射在北回归线上,正午太阳高度从北回归线向南北两侧降低。
(2)当太阳直射D点时,北半球是什么节气?昼夜长短和正午太阳高度的分布规律应为教材图中的哪幅图?它们有什么规律?
提示:为北半球冬至b图,北半球昼最短夜最长,纬度越高白昼越短,北极圈及其以内为极夜现象;南半球昼最长夜最短,纬度越高黑夜越短,南极圈及其以内为极昼现象。太阳直射在南回归线上,正午太阳高度从南回归线向南北两侧降低。
(3)当太阳直射点在A、C位置时,分别是什么节气?结合教材中c图分析昼夜长短和正午太阳高度有什么规律?
提示:直射在A点时为北半球春分,在C点时为秋分;全球昼夜平分,正午太阳高度从赤道向两极递减。
(4)太阳直射点从A移动到B期间,昼夜长短怎么变化?由B到C、由C到D、由D到E呢?
提示:A到B:北半球昼变长,夜变短,且昼长夜短,南半球相反;B到C:北半球昼变短,夜变长,但仍然是昼长夜短,南半球相反;C到D:北半球昼继续变短,夜继续变长,并且昼短夜长,南半球相反;D到E:北半球昼变长,夜变短,但仍然是昼短夜长,南半球相反。
(5)当太阳直射点在北半球时,昼夜长短呈怎样的状况?在南半球呢?
提示:当太阳直射北半球时,北半球昼长夜短,南半球昼短夜长;当太阳直射南半球时,南半球昼长夜短,北半球昼短夜长。
(6)当太阳直射点向北移动时,昼夜长短怎样变化?向南移动时呢?
提示:当太阳直射点向北移动时,北半球昼变长,夜变短;南半球相反.当太阳直射点向南移动时,南半球昼变长,夜变短;北半球相反。
如果细心的同学还可以发现一年中由于地球公转,正午太阳高度角也不同。
2.正午太阳高度的变化(板书)
太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角。一天中,太阳高度角的的最大值就是正午太阳高度角。
PPT演示,逐步讲解总结正午太阳高度角的变化规律。
春秋分日(3.21和9.23):
太阳直射赤道0?,赤道正午太阳高度为90°,全球正午太阳高度自赤道0?向南北递减。
夏至日(6.22):
太阳直射北回归线(23?26?N),北回归线正午太阳高度为90°,正午太阳高度自北回归线(23?26?N)向南北递减。
?
冬至日(12.22):
太阳直射南回归线(23?26?S),南回归线正午太阳高度为90°,正午太阳高度自南回归线(23?26?S)向南北递减。
?
【结论】
正午太阳高度角的分布规律是:自直射点所在纬线向两侧减小.离直射点越近正午太阳高度越大;离直射点距离相同,正午太阳高度相同(纬度相同,正午太阳高度相同)。
各地正午太阳高度角的计算方法是:H=90°─纬度差。
【案例探究】
1.我国南方地区的楼房间距和北方地区相比有什么不同?为什么?
提示:我国北方地区的楼房间距大于南方地区.因为我国北方的纬度较高,正午太阳高度角较小,物体形成的影子较长,为了获取充分的太阳光照,所以楼房间距较大。
2.北京传统的四合院堂屋一年中什么时候正午室内的光照面积最大?为什么?
提示:冬至日。因为冬至时北京的正午太阳高度达一年中最小值,所以到室内的太阳光照面积最大。
【总结】
【探究】
设问:昼夜长短和正午太阳高度角的变化有何影响?
学生回答:①引起同一纬度受热情况随季节变化而变化,进而产生了四季;②导致地球上不同纬度在一年中受热不同,进而产生了五带。
六、四季更替和五带(板书)
由于昼夜长短和正午太阳高度的时空变化,使得太阳辐射既有时间的变化,也有空间的分异。全球同纬度地区(除赤道外),太阳辐射在一年中呈现有规律的变化,形成四季;全球不同纬度地区,太阳辐射从低纬度向高纬度呈现规律的递减,据此可划分为五带。
1.四季更替(板书)
从天文含义看四季,夏季是一年中白昼最长、太阳最高的季节,也是获得太阳辐射最多的季节;冬季是一年内白昼最短、太阳最低的季节,也是获得太阳辐射最少的季节;春季和秋季是冬、夏两季的过渡季节。
设问:四季是怎样划分的?
一般把3、4、5三个月划分为春季,6、7、8三个月划分为夏季,9、10、11三个月划分为秋季,12、1、2三个月划分为冬季。南半球与北半球的季节正好相反。
2. 五带的划分(板书)
结合教材图1.24“五带的划分”图,分析回答:
?
(1)地球上五带是如何划分的?
提示:以南、北回归线和南、北极圈为界,划分了五带。
(2)五带的划分反映了什么地理量的分布规律?
提示:五带的划分体现了太阳辐射的变化──从低纬向高纬地区减少。
(3)在五带中昼夜长短、正午太阳高度及四季变化各有什么特点?
提示:热带有太阳直射现象;温带地区既无太阳直射现象,又无极昼极夜现象,四季更替最明显;寒带地区有极昼极夜现象。
总结:五带的划分反映了年太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区减少的规律。五带的划分是科学家们进一步研究地球表面地域分异规律的基础。
【课堂总结】
课件59张PPT。课堂导入送瘟神
毛泽东
其一
绿水青山枉自多,华佗无奈小虫何!
千村薜荔人遗矢,万户萧疏鬼唱歌。
坐地日行八万里,巡天遥看一千河。
牛郎欲问瘟神事,一样悲欢逐逝波。一、地球的自转1、概念: 地球本身围绕其自转轴的旋转,叫自转。2、方向自西向东逆时针
(北极上空观察)顺时针
(南极上空观察)3、周期恒星日23h56m4s太阳日24h同 一 恒 星⑴恒星日:23小时56分4秒
⑵太阳日:24小时4、速度角速度:除极点外,均约为15°/h。单位时间转过的角度;线速度:线速度:由赤道向两极递减;极点为零。 单位时间转过的纬线长度。地球自转的基本特征地轴 斜着身子(北极总是指向北极星附近) 从北极上空看为逆时针
从南极上空看为顺时针 中心——
1、方式 姿态——
轨道——2、方向:3、周期:小结赤道 自西向东恒星日(真周期): 23时56分4秒太阳日(视周期): 24时4、速度:角速度:除极点外,全球均为15°/h。线速度:由赤道向两极递减,极点为0。二、地球的公转1、概念:地球绕太阳的运动。(自转的同时)2、方向:自西向东从北极上空看:逆时针从南极上空看:顺时针3、公转轨道7月初,最慢远日点近日点1月初,最快为什么夏半年比冬半年长?——府视图——侧视图远日点近日点春分夏至秋分冬至4、公转周期5、公转速度⑴恒星年:太阳中心连续两次通过地球与某一恒星连线的时间间隔。365天6时9分10秒⑵回归年:太阳连续两次通过春分点的时间间隔。365天5时48分46秒⑴角速度:约1°/d⑵线速度:约30km/s地球公转的基本特征小结 中心——
1、方式 轨道——2、方向:3、周期:4、速度:太阳黄道自西向东恒星年(真周期)回归年(视周期)近日点——最快远日点——最慢5、轨道:椭圆(近圆),太阳位于一个焦点上三、地球自转与公转的关系1、黄赤交角黄道面与赤道面形成的夹角(二面角)——23°26′2、太阳直射点的回归运动⑴太阳直射点地平面直射点——直射点光线的延长线通过球心①直射点特征②直射与斜射的差异③直射点位置的确定春分(3月21日前后)秋分(9月23日前后)夏至(6月22日前后)冬至(12月22日前后)23°26′N0°(赤道)23°26′S0°(赤道)⑷太阳直射点的回归运动北回归线南回归线赤道春分夏至秋分冬至冬至地球自转与公转的关系小结1、黄赤交角:23°26′2、太阳直射与斜射的差异3、太阳直射点的回归运动——太阳直射时,地球获得太阳辐射热量更多;光线越斜,地球获得太阳辐射能量越少。四、地球自转的地理意义⑴用手电照射地球仪,观察有什么现象?
⑵保持手电不动,转动地球仪,观察其现象有何变化?1、昼夜交替⑴昼夜现象:地球既不发光,也不透明;⑵昼夜交替:地球不停地自转;假若地球不会自转……仍然存在昼夜交替现象⑶晨昏线与昼、夜半球晨昏线把地球平分为昼夜两个半球纬线被分割成昼弧和夜弧晨线昏线怎样判断图上的晨昏线是晨线还是昏线?
晨线和昏线的分界在哪?晨、昏线的判断⑷昼夜更替的意义●昼夜更替的周期24小时
白天不至于过于炎热;
夜晚不过于寒冷;
——保证地球有机体生存和发展。●更替周期为人类提供计时单位。2、地方时⑴形成:同一纬度地区,东面地点总比西面地点先看到日出(东早西晚);⑵地方时判断由图可知:
同一经度,地方时________?
晨线与赤道相交处,地方时为________?
昏线与赤道相交处,地方时为________?ABCDAABCDEE相同6:0018:00⑵地方时判断ABCDAABCDEE由图可知:
昼弧的中点上,地方时为________?
夜弧的中点上,地方时为_________________?
晨线与昏线的分界处,若是极昼则该点地方时为_____________?若是极夜,则该点地方时为________?12:000:00(或24时)0:00(或24时)12:00⑶地方时及时差的计算知识回顾:地球自转的角速度是多少?①计算原则每相差15°相差一小时(15°/h或1°/4m);
东早西晚(东加西减)②计算方法例:当135°E某地地方时为6:00时,求73°E的地方时?甲地
已知经度乙地
已知经度甲地
已知时间乙地
求时间第一步:求经度差?
第二步:求时差?
第三步:东加西减⑷时区及区时中时区0?180?N①时区划分②时区计算欲求某经度所在的时区如:116°E、89°E、75°W经度 ÷ 15余数>7.5,商+1 即为所在时区余数<7.5,商 即为所在时区欲求任意两时区的时区差如:东8 区 和 西5 区同 减 异 加欲求时区的中央经线如:东6 区 的中央经线时区 × 15③区时含义:中央经线的地方时;
使用:北京时间为东8区……计算:
相差1个时区相差1小时;相差n个时区,相差n个小时;
东加西减例1:第12届全运会8月31日16:00(北京时间)在辽宁沈阳奥体中心举行。在美国纽约(西5区)留学的张华想收看现场直播,最晚什么时间打开电视(网络)收看?若在阿拉斯加(西10区)呢?北京(东8区)纽约(西5区)8月31日16:008月31日3:00阿拉斯加(西10区)8月30日22:00 ?1 5 1 9至1 52 2年,麦哲伦船队历时3个月2 0天的漫长时间完成了人类第一次环球航行。1 52 2年7月9日到达非洲西部的佛得角海面。在船员中,有一位来自意大利的年轻幻想家安东尼奥,皮伽弗塔。出于日记的需要,当他习惯地向上岸购买食物返回船上的水手们,询问陆上的日期时,水手们回答:“7月9日,星期四。”这真是一个令人惊讶的消息:因为船上却是7月8日,星期三。真是怪事!⑸日界线180?人为日界线自然日界线0:0012:00 东12区西12区时间不变;日期减1天时间不变;日期加1天。0o①5月1日10时5分
②5月2日10时5分
③4月30日10时5分
④5月1日11时5分
A.①③ B. ①②
C.②③ D. ③④例1:一艘轮船于2010年5月1日10时由西向东,航行5分钟后,越过180度经线到达某地。下列选项中,可能是此时该地时间的是 ( )A例2:当北京时间为9月23日8时,地球上新的一天范围占全球的 ( )
A.四分之一 B.二分之一
C. 三分之一 D.全部0°180°90°E90°WB3、物体水平运动的方向发生偏转⑴地转偏向力现象北半球向右偏,南半球向左偏,赤道无偏转
力与物体运动方向始终垂直;纬度越高,力越大;
只改变物体运动方向,不改变物体运动速度地球自转的意义小结昼夜更替基本特征:昼、夜半球;晨昏线判断;意义:使得气温不过高、不过低;地 方 时时区、区时的计算地方时及计算日界线及日期判断水平运动物体方向偏转北半球右偏、南半球左偏、赤道不偏五、地球公转与自转共同作用下产生的地理意义知识回顾1、太阳直射点的特征:2、太阳直射点与斜射的不同影响3、太阳直射点的回归运动光线延长线过地心直射时,单位面积获得太阳辐射能更多;春分-直射0°(赤道)-3月21日前后
夏至-直射23°26′N-6月22日前后
秋分-直射0°(赤道)-9月23日前后
冬至-直射23°26′S-12月22日前后1、正午太阳高度角的变化⑴概念②正午太阳高度太阳光线与地平面的夹角;(看太阳的仰角)。正午时的太阳高度角,是一天中的最大值。①太阳高度(角)⑵正午太阳高度角的大小HAHA正午太阳高度的大小计算公式:
H=90°-|θ±α| (该点与直射点的纬度差) (θ:某地纬度;α:直射点纬度;当θ与α位于同一南北半球时,用“-”;位于不同半球时用“+”。) ⑶正午太阳高度的变化规律①正午太阳高度随纬度的变化由直射点向南北两侧递减;(与直射点的纬度差越大,正午太阳高度越小。)
大致以直射点为中心南北对称。 90?0?90?N90?S60?30?0?正午太阳高度60?N30?N30?S60?S春分、秋分夏至冬至正午太阳高度随纬度变化图示②正午太阳高度随时间的变化规律:统计图示:求2013年9月23日和2013年12月22日高安中学(高安市经纬度大约115°E,28°N)的正午太阳高度角。
欲在学生宿舍楼顶上安装太阳能热水器,集热板与地面的最佳夹角是多少度?集 热 板?H试一试62°38°34′28°51°26′Β=|θ±α|(该地与直射点纬度差)2、昼夜长短的变化晨昏线与太阳直射点的周年运动:夏至春分或秋分冬至⑴原因:太阳直射点移动→晨昏线(圈)平面的摆动→昼弧、夜弧长短的变化→昼夜长短的变化 ⑵昼夜长短的变化规律昼夜_____昼夜_____昼最__夜最__昼__夜__昼__夜__昼__夜__昼__夜__昼渐___夜渐___夜渐__昼渐__随时间变化
(以北半球为例)平分平分长长短长 短长 短短 长短 长长短长夏半年:
春分日→秋分日冬半年:
秋分日→春分日⑵图示: 随纬度变化……0?0?0?夏半年春秋分冬半年北半球各地昼长夜短,且纬度越高昼越长,北极附近出现极昼。南半球反之。夏至北半球各地昼长达一年最大,极昼范围也达最大全球昼夜等长北半球各地昼短夜长,且纬度越高昼越短,北极附近出现极夜。南半球反之。冬至北半球各地夜长达一年最大,极夜范围也达最大n°N昼长=n°S夜长
或n°N昼长+n°S昼长=24昼长=昼弧角度/15夜长=夜弧角度/15⑶昼夜长短的计算昼夜长短与日出、日落昼长L
=日落时间(地方时)-日出时间(地方时)
=(12-日出)×2=(日落-12)×2 日出时刻=夜长/2
=12-昼长/2日落时刻=24 - 夜长/2
=12 +昼长/2计算图中各点的昼夜长短及日出日落时刻:ABCDEFGH例题088121612182412 8 8 6 4 6 3 012 16 16 18 20 18 21 24⑴若图中有两地位于南半球,这两地是 ( )
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
⑵关于甲地的叙述,正确的是 ( )
A.日落时刻为地方时18时
B.水平运动的物体向右偏转
C.一年中正午太阳高度只有一次最大值
D.甲地的地球自转线速度大于丙地
⑶若甲地位于东八区的中央经线,乙地位于东西半球分界线,当甲地日出时,可能乙地地方时是
A.4:40 B.8:40 C.16:40 D.20:40下图为甲、乙、丙、丁四地昼长或夜长示意图,读图回答问题(双选)。3、四季和五带⑴四季更替AB●原因:太阳直射点的移动 →地球南北半球所获得的太阳辐射能是不均匀的。由此造成南北半球的温度变化和差异,是冬夏季温度变化的基础。地球自转地球公转黄赤交角太阳直射点南北移动昼夜长短变化正午太阳高度变化四季更替因果关系图示●特点: ①赤道地区:全年皆夏;
②极地附近(高纬):全年皆冬;
③中纬度地区:四季更替明显。 ●四季划分: ①天文四季:夏季——壹年内昼最长、正午太阳高度最大;冬季——年内昼最短、正午太阳最小;春秋为过渡季节;
②中国传统四季:以四立为起点——立春(2月4、5日)、立夏(5月4、5日)、立秋(8月7、8日)、立冬(11月7、8日);
③气候四季:(北温带)3、4、5月为春季,依此类推;
④西方四季:以二分二至为起始点。 ⑵地球上的五带如果黄赤交角变大……热带、寒带变大,温带变小(1)目前黄赤交角在图上是 。
(2)为了研究黄赤交角对地球的自然环境的影响,假设黄赤交角为0?,这时在地球上将可能会出现的自然现象有( )
A.太阳终年直射赤道 B.各地全年都昼夜平分C.各地气温都无日变化 D.各地都无四季变化
(3)假设黄赤交角变为15?,在地球上“五带”的划分中,与现在相比,范围将扩大的是 。∠FON
或∠MOG南北温带自转公转黄赤交角太阳直射点的回归运动昼夜长短的季节变化
正午太阳高度的季节变化昼夜长短的纬度变化
正午太阳高度的纬度变化四季五带地球公转意义小结