内容正文:
第4单元 自转与公转
4.3 影长与季节
科学知识目标
知道一年四季中,正午物体影子的变化是有规律的。
科学探究目标
基于所学知识,做好探究影长与季节关系的观察活动,并用语言、图表等方式记录、整理信息,表述探究结果。
科学态度目标
(1)对影长变化与季节变化的关系表现出探究兴趣。
(2)大胆质疑,愿意合作与交流。
科学、技术、社会与环境目标
了解古代人们为认识季节变化规律所做的努力,意识到圭表的发明、使用推动着人类文明的发展。
教学目标
谈话导入
日影在一天中的变化规律
日影在一天中的变化呈现出“长—短—长”的规律。那么,日影会随季节有规律地变化吗?如果有,它呈现出什么样的规律呢?
不同季节,
同一物体正午影子的长度一样吗
观察影长,交流发现
冬天正午时的物体的影子比夏天正午时的长。
不同季节,
同一物体正午影子的长度一样吗
观察影长,交流发现
冬至的影子最长,
夏至的影子最短,
春分和秋分的影长相同。
不同季节,
同一物体正午影子的长度一样吗
观察影长,发现规律
冬至的
一年四季中,正午物体影子的变化是有规律的。在北半球,夏至影子最短,过了夏至影子由短变长;冬至影子最长,过了冬至影子由长变短。
利用圭表识季节
圭表的基本构造及原理
圭表,是度量日影长度的一种天文仪器,由“圭”和“表”两个部件组成。
圭平卧在正南正北的方向,上面有刻度,表立在圭面的南端。正午时分,表影正好投在圭面上,根据圭面的刻度,可以知道表影的长度。用圭表测量出的连续两次表影最短(或最长)之间所经历的时间就是一年。
人们经过长期、反复观测、记录正午日影,首先测定一年中影子最长的位置,确立冬至;再把两次冬至之间的时间二十四等分,得出了二十四节气,并将影长长度刻画
在圭上。使用圭表时,只要看正午表影的位置对应的刻度,就可以知道当时的季节和
时令了。
利用圭表识季节
河南省郑州市登封观星台
圭表的起源
古人在长期的生产、生活中,需要确定方向和季节变化,经常观测树木、房屋等在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。人类社会正是在发现这种规律的过程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。这根竿子或石柱便成了早期的“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,除了土圭,还有石圭、铜圭、玉圭等。
利用圭表识季节
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。到了秦汉代,古人利用圭表测量日影长度确定了“二十四节气”。采用圭表测影法定出黄河流域的日影最短的一天,将这天作为冬至日,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),每个节点即为一个节气。
制作简易圭表
拓展活动
制作方法参考
制作材料:A3纸条、稍硬的卡纸、长尺、双面胶、剪刀。
制作过程:
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,当作圭表的“圭”。
②在圭面南端立表。
将卡纸裁剪成长条后对折,底部折成小支架,用双面胶固定在圭面的0 刻度处,使“表”垂直立于圭面。
总结
一年四季中,正午物体影子的变化是有规律的。在北半球,夏至影子最短,过了夏至影子由短变长;冬至影子最长,过了冬至影子由长变短。
通过分析、比较一年中同一物体正午影长的数据,将一年中影子长短的变化规律总结出来,就是在得出结论。
圭表:由圭和表组成。使用圭表时,只要看正午表影的位置对应的刻度,就可以知道当时的季节和时令了。
(1)填空题。
①如下图所示的是中国古代测量日影长度的天文仪器,叫( ),由( )和( )两部分组成。
②通过分析、比较一年中同一物体正午影长的数据,将一年中影子长短的变化规律总结出来,就是在( )。
(2)判断下列说法是否正确,对的打“√”,错的打“×”。
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圭表的圭与表是相互垂直的。( )
③正午时分,用圭表观测日影时,应将圭表沿东西方向摆放。( )
基础达标
④同一地点,一年四季正午时分太阳的位置都是相同的。( )
⑤正午太阳仰角越大,日影长度越长。( )
(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.现在所在的时刻
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