地球运动之太阳高度角计算及其应用
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文档简介
(共35张PPT)
山西省长治市第十中学校
陶霞
教学目标
本节课的教学目标设计如下：
1、知识与技能方面：通过不同时间日照图的对比使学生理解正午太阳高度的时间和空间分布规律。通过推导正午太阳高度角计算公式，熟悉正午太阳高度角的计算方法并能够熟练应用。
2、过程与方法方面：通过对图形的对比分析，提高学生图形的分析能力。通过对正午太阳高度计算公式的推导，使学生能够构建出地理上的数学计算体系。
3、情感态度与价值观方面：通过对正午太阳高度分布规律的总结以及正午太阳高度计算公式的推导，使学生初步养成求真、求实的科学态度，树立辩证唯物主义宇宙观。
复习
1、某一时刻，地球上太阳高度角是怎样分布的？
0°
30°
60°
90°
复习
0°
30°
60°
90°
复习
1、某一时刻，地球上太阳高度角是怎样分布的？
答：某一时刻，昼半球太阳高度角以直射点为中心向周围呈同心圆状递减。直射点太阳高度角最大，为90°。晨昏圈上太阳高度角最小，为0°。
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
D
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
D
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
答：某一地点，一天之中，正午时刻太阳高度角最大，早晨和黄昏时刻阳高度角最小，为0°。
提问引入新课
长治市，一年365天，每天的最大太阳高度角都一样大吗？
如果一样，请找到你的理由，并给出最大值。
如果不一样，也请找到你的理由，并思考正午时刻的太阳高度角哪天是一年中的最大值，哪天是一年中的最小值。
（学生讨论，很快就会有结果。）
提出探究问题
长治市，一年中的最大太阳高度角和最小太阳高度角
夏至日
(6月22日前后) 冬至日
(12月22日前后)
长治市 77°26′ 30°34′
探究1：为什么长治市在夏天和冬天的正午太阳高度有这么大的差异？
探究2：上表所示正午太阳高度角这么精确的数字是如何计算出来的？
（学生分组探究）
探究提示
提示一：不同日期的日照图
3月21日和9月23日日照图
太
阳
直
射
光
探究提示
提示一：不同日期的日照图
6月22日日照图
探究提示
提示一：不同日期的日照图
6月22日日照图
太阳直射光
探究提示
提示一：不同日期的日照图
12月22日日照图
探究提示
提示一：不同日期的日照图
12月22日日照图
太
阳
直
射
光
探究提示
提示二：纬度划定示意图
B
北极
B点的纬度
探究提示
B
北极
B点的纬度
提示三：在球面上画正午太阳高度
太 阳 光 线
B点的正午太阳高度角
探究提示
提示四：图解法求正午太阳高度示意图(见课本24页)
问题：请分别求证两幅图中的B点的正午太阳高度如何计算。
说明：图中的δ表示太阳直射点A的纬度，φ表示已知地B的纬度，H表示已知地B正午时候的太阳高度。
分组探究
请同学们以小组为单位，进行讨论。
探究结论总结
结论一：
长治市夏至日正午太阳高度角大，是因为夏至日太阳直射北回归线，长治市此时距离直射点近。而冬至日，太阳直射南回归线，长治市距离直射点远。依据太阳高度分布的规律（由直射点向两侧递减），可以得出结论：距离直射点越近，正午太阳高度角就会越大。这也就解决了为什么长治市冬季和夏季正午太阳高度差异大。
探究结论总结
结论二：
如下图：
C
C
探究结论总结
结论二：
H
H=900 －(φ － δ)
H=900 －(φ ＋ δ)
C
C
H
完善结论
请利用自己总结的结论计算图中C点的正午太阳高度。
C
完善结论
H
H=900 －(φ － δ)
H=900 －(φ ＋ δ)
C
H
φ
H=900 －│φ － δ│
H=900 －│φ ± δ│
公式总结
正午太阳高度=900 －│当地纬度 ± 直射点纬度│
（说明：两地位于同一半球用减法，位于不同半球用加法）
正午太阳高度角计算公式为:
H=900 －│φ ± δ│
巩固练习
请计算下列地点在下列日期的正午太阳高度各是多少。
6月22日 12月22日
长治市
约36°N 77°26′ 30°34′
北京市
约40°N 73°26′ 26°34′
悉尼
约34°S 32°34′ 79°26′
新加坡
约1°N 67°34′ 20°42′
拓展迁移
请思考下列现象与正午太阳高度之间有何关系。
现象一：太阳能集热板是用来收集太阳能量的。当阳光直射在集热板上时，集热板收集到的能量是最多的。那么在安装太阳能集热板时应该注意什么呢？
集
热
板
阳
光
太阳能集热板与地面的倾角与当地的正午太阳高度有关，倾角与当地的正午太阳高度为互余的两个角。当地正午太阳高度越大，倾角应该越小；当地正午太阳高度越小倾角应该越大。倾角的范围应该控制在大于90°-最大太阳高度角，小于90°-最小太阳高度角。
拓展迁移
请思考下列现象与正午太阳高度之间有何关系。
现象二：楼房之间的最小楼间距要求在正午的时候后面楼房的底层的屋内有阳光进入。那么，最小楼间距怎样计算？
前
后
楼房高度
楼间距
两楼之间的间距可以用正午太阳高度角的余切值乘以楼房的高度计算。而最小楼间距应该采用当地最小正午太阳高度角进行计算。
布置作业
请用今天学到的地理知识解释一下文中的问题。
两小儿辩日的片段
孔子东游，见两小儿辩斗。问其故。……一儿曰：“日初出沧(cāng)沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？”
课堂小结
一、正午太阳高度角的分布规律
1.空间分布规律：
2.时间分布规律：
二、正午太阳高度角计算公式
距离直射点越近，正午太阳高度角就会越大。
北回归线及其以北地区夏至日正午太阳高度角最大，冬至日正午太阳高度角最小。
H=900 －│φ ± δ│
（说明：两地位于同一半球用减法，位于不同半球用加法）
谢谢大家！
山西省长治市第十中学校
陶霞
教学目标
本节课的教学目标设计如下：
1、知识与技能方面：通过不同时间日照图的对比使学生理解正午太阳高度的时间和空间分布规律。通过推导正午太阳高度角计算公式，熟悉正午太阳高度角的计算方法并能够熟练应用。
2、过程与方法方面：通过对图形的对比分析，提高学生图形的分析能力。通过对正午太阳高度计算公式的推导，使学生能够构建出地理上的数学计算体系。
3、情感态度与价值观方面：通过对正午太阳高度分布规律的总结以及正午太阳高度计算公式的推导，使学生初步养成求真、求实的科学态度，树立辩证唯物主义宇宙观。
复习
1、某一时刻，地球上太阳高度角是怎样分布的？
0°
30°
60°
90°
复习
0°
30°
60°
90°
复习
1、某一时刻，地球上太阳高度角是怎样分布的？
答：某一时刻，昼半球太阳高度角以直射点为中心向周围呈同心圆状递减。直射点太阳高度角最大，为90°。晨昏圈上太阳高度角最小，为0°。
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
D
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
A
B
C
D
东
西
甲
复习
2、某一地点，一天内太阳高度角是怎样变化的？
答：某一地点，一天之中，正午时刻太阳高度角最大，早晨和黄昏时刻阳高度角最小，为0°。
提问引入新课
长治市，一年365天，每天的最大太阳高度角都一样大吗？
如果一样，请找到你的理由，并给出最大值。
如果不一样，也请找到你的理由，并思考正午时刻的太阳高度角哪天是一年中的最大值，哪天是一年中的最小值。
（学生讨论，很快就会有结果。）
提出探究问题
长治市，一年中的最大太阳高度角和最小太阳高度角
夏至日
(6月22日前后) 冬至日
(12月22日前后)
长治市 77°26′ 30°34′
探究1：为什么长治市在夏天和冬天的正午太阳高度有这么大的差异？
探究2：上表所示正午太阳高度角这么精确的数字是如何计算出来的？
（学生分组探究）
探究提示
提示一：不同日期的日照图
3月21日和9月23日日照图
太
阳
直
射
光
探究提示
提示一：不同日期的日照图
6月22日日照图
探究提示
提示一：不同日期的日照图
6月22日日照图
太阳直射光
探究提示
提示一：不同日期的日照图
12月22日日照图
探究提示
提示一：不同日期的日照图
12月22日日照图
太
阳
直
射
光
探究提示
提示二：纬度划定示意图
B
北极
B点的纬度
探究提示
B
北极
B点的纬度
提示三：在球面上画正午太阳高度
太 阳 光 线
B点的正午太阳高度角
探究提示
提示四：图解法求正午太阳高度示意图(见课本24页)
问题：请分别求证两幅图中的B点的正午太阳高度如何计算。
说明：图中的δ表示太阳直射点A的纬度，φ表示已知地B的纬度，H表示已知地B正午时候的太阳高度。
分组探究
请同学们以小组为单位，进行讨论。
探究结论总结
结论一：
长治市夏至日正午太阳高度角大，是因为夏至日太阳直射北回归线，长治市此时距离直射点近。而冬至日，太阳直射南回归线，长治市距离直射点远。依据太阳高度分布的规律（由直射点向两侧递减），可以得出结论：距离直射点越近，正午太阳高度角就会越大。这也就解决了为什么长治市冬季和夏季正午太阳高度差异大。
探究结论总结
结论二：
如下图：
C
C
探究结论总结
结论二：
H
H=900 －(φ － δ)
H=900 －(φ ＋ δ)
C
C
H
完善结论
请利用自己总结的结论计算图中C点的正午太阳高度。
C
完善结论
H
H=900 －(φ － δ)
H=900 －(φ ＋ δ)
C
H
φ
H=900 －│φ － δ│
H=900 －│φ ± δ│
公式总结
正午太阳高度=900 －│当地纬度 ± 直射点纬度│
（说明：两地位于同一半球用减法，位于不同半球用加法）
正午太阳高度角计算公式为:
H=900 －│φ ± δ│
巩固练习
请计算下列地点在下列日期的正午太阳高度各是多少。
6月22日 12月22日
长治市
约36°N 77°26′ 30°34′
北京市
约40°N 73°26′ 26°34′
悉尼
约34°S 32°34′ 79°26′
新加坡
约1°N 67°34′ 20°42′
拓展迁移
请思考下列现象与正午太阳高度之间有何关系。
现象一：太阳能集热板是用来收集太阳能量的。当阳光直射在集热板上时，集热板收集到的能量是最多的。那么在安装太阳能集热板时应该注意什么呢？
集
热
板
阳
光
太阳能集热板与地面的倾角与当地的正午太阳高度有关，倾角与当地的正午太阳高度为互余的两个角。当地正午太阳高度越大，倾角应该越小；当地正午太阳高度越小倾角应该越大。倾角的范围应该控制在大于90°-最大太阳高度角，小于90°-最小太阳高度角。
拓展迁移
请思考下列现象与正午太阳高度之间有何关系。
现象二：楼房之间的最小楼间距要求在正午的时候后面楼房的底层的屋内有阳光进入。那么，最小楼间距怎样计算？
前
后
楼房高度
楼间距
两楼之间的间距可以用正午太阳高度角的余切值乘以楼房的高度计算。而最小楼间距应该采用当地最小正午太阳高度角进行计算。
布置作业
请用今天学到的地理知识解释一下文中的问题。
两小儿辩日的片段
孔子东游，见两小儿辩斗。问其故。……一儿曰：“日初出沧(cāng)沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？”
课堂小结
一、正午太阳高度角的分布规律
1.空间分布规律：
2.时间分布规律：
二、正午太阳高度角计算公式
距离直射点越近，正午太阳高度角就会越大。
北回归线及其以北地区夏至日正午太阳高度角最大，冬至日正午太阳高度角最小。
H=900 －│φ ± δ│
（说明：两地位于同一半球用减法，位于不同半球用加法）
谢谢大家！