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"#$%
" 研究物体影子的长短与方向的变化#
&'
$见本书!,' 实验探究 '
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"#$%
" 用手电筒模拟太阳"观察物体影子的长短与方向是
怎样随'太阳(的位置变化而改变的#
&'
$实验步骤"'(首先将小标杆放在桌子中央#接下来把竹篾弯成弧形放
在小标杆的上方并固定在桌子上$
"(把手电筒用细绳挂在竹篾上#打开手电筒#沿着竹篾的弧形#照射桌子中央
的小标杆$
)(观察小标杆影子的变化$
实验分析"实验中#手电筒代表太阳#竹篾代表太阳相对地球运动的轨迹$ 小
标杆的作用是产生影子#代表地球上能产生影子的物体$ 在模拟实验中我们可以
观察到#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
阳光下物体影子的方向随着太阳方向的改变而改变#
!!!!!!!!!!!!
影子的方向总是和太
!!!!!!!!
阳的方向相反$ 阳光下物体影子长短的变化是随太阳在天空中的位置变化而变
化的$
实验结论"太阳位置最高时影子最短#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
太阳位置最低时影子最长$ 影子的方向
和太阳的方向相反$
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"#$%
" 太阳的位置变化对物体影子有什么影响$
&'
$分析"'(影子的方向和太阳位置的关系$ 早上太阳东升#影子朝西$
随着中午的到来#太阳升至正南方向#影子朝北$ 下午太阳西下#影子朝东$ 影子
的方向一直和太阳的方向相反$
"(影子的长短和太阳高度的关系$ 早晨#太阳东升#影子朝西#太阳高度角小#
影子长$ 随着中午的到来#太阳高度角慢慢变大#影子越来越短#到正午时太阳在
正南方向#影子最短$ 傍晚#太阳西下#太阳高度角越来越小#影子越来越长$
结论"
!!!!!!!!!!!!!!!!
影子的方向和太阳方向相反$ 物体的影子随太阳的位置变化而变化#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
太
阳位置最高时#影子最短%太阳位置最低时#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
影子最长$
!&#!
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!")
"#$%
" 研究阳光下小棒影子的变化#
&'
$实验记录"
阳光下物体影子的长短$方向和温度的变化记录表
时间 . 时 3 时 '% 时 '' 时 '" 时 ') 时 ', 时 '# 时 '- 时
太阳方向 东 东 东偏南 东偏南
南!头
顶上"
南!头顶
斜上方"
南偏西 南偏西 偏西
影子方向 西 西 西偏北 西偏北 北 北 北偏东 北偏东 偏东
影子长度&厘米' "'(/ ')(. '%(" .() . 3(" '"(' '.(- )"(.
温度&&' "' ") "# "# "- "/ "/ "- "-
$$实验分析"影子长短的变化是随着太阳在天空中的位置变化而变化的#太阳位
置最高时!正午"影子最短#太阳位置最低时!清晨和傍晚"影子最长%同时在实验
中也可以发现#上午影子逐渐变短#正午!太阳正当头顶时"影子最短#下午影子逐
渐变长$ 但要注意的是当地的 '" 时可能并不是太阳位置最高的时候$ 这是由于
地球自西向东自转#各地的经度不一样#昼夜到来的时间也就不一样#正午的时间
也会有所不同$
实验结论"影子的方向一直和太阳的方向相反#太阳的方向变化是东
#
南
!!!!!!!!!!!!!!!!
#
西%影子的方向变化是西
#
北
#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
东$ 太阳高度的变化是低
#
高
#
低%
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
影子的长短变
化是长
#
短
#
!!!!!!!!!
长$ 每天的最高气温在下午 ' 7" 时之间$
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!",
"#$%
" 你认为这些日晷是怎么工作的$ 它们有什么不同$
&'
$'(
!!!
牛顿钟$
著名科学家牛顿小时候做过一个太阳钟#他在空地上垂直插一根小木棍#每隔
两小时#在木棍的投影处放一块石头作为记号#并记下时间$ 他的太阳钟据说用了
/% 年$ 人们把这个太阳钟称为(牛顿钟)$
特点'晷面为地面#晷针与地面!晷面"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
垂直$
"(
!!!!!
立式日晷$
这种日晷也称为(垂直式日晷)#一般安置在墙上$ 垂直式日晷分为三种#即
(垂直向南日晷)(垂直向北日晷)(垂直向东和向西日晷)$
如今欧洲的一些国家#在一些古代或现代华丽的中层建筑的向南和向北!东
西方向"以及向东和向西!南北方向"的墙上#附建有各种不同色调&大小和风格相
!'#!
异的日晷雕塑$
特点'晷面与地面垂直#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
晷针与晷面有一定角度$
)(
!!!!!
地平日晷$
地平日晷的重要特征是晷面必须严格水平$ 日晷的产生是从观察阳光下竖直
物体影子的方向变化而开始的#最早的日晷就是地平日晷#它必须在使用其他计时
工具进行精确计时的条件下#根据表影随时间变化的实际情况来进行刻画#这显然
是不方便的#但如果采用均匀刻画的方法又会带来相当大的计时误差#这就是地平
日晷的重大缺陷$
特点'晷面与地面平行#
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
晷针与晷面有一定角度!通常与当地纬度值相同"$
练情境题
一$我会填空
'(古代人早就注意到太阳的移动与阳光下物体影子的变化有关系%而且这种
变化是有$$规律的%于是制造出了计时工具$ 这一类计时工具在西方被称为太
阳钟%在中国被称为$$日晷$
"(选择一个有阳光的地方%在地上$$垂直插一根木棍$ 当你的手表到达某
一个整点时%就在木棍的投影处放一块石头作为记号%并把时间记录下来$ 这就是
著名的$牛顿钟$
二$我会选择
'(一天中%阳光下物体的影子长短变化规律是&$$'$
0(长!短!长$$$$$$1(短!长!短$$$$$$2(长!短!短
"(&12*
!
'下列属于赤道日晷的是&$$'$
0( 1( 2(
)(在阳光下%将一根木棒竖直插在地上%地面上就会有一个木棒的影子$ 下列
有关影子变化的说法正确的是&$$'$
0(影子只有长短变化%方向不发生变化
1(影子只有方向变化%长短不发生变化
2(影子的方向和长短都发生变化
!(#!
,(日晷是记录&$$'的工具$
0(温度 1(长度 2(时间
三$我会判断
'(所有日晷的刻度都是均匀的$ &$$'
"(用日晷计时是十分准确的$ &$$'
)(
-./0
太阳被遮住时%我们就不能用日晷来确定时间了$ &$$'
,(牛顿钟和日晷的计时原理不一样$ &$$'
#(同一时间%不同地点的相同物体%影子的长短可能不同$ &$$'
-(太阳初升时%阳光下物体的影子是朝向东方的$ &$$'
四$我会探究
&()*
!
'如图所示%俏俏同学利用竹篾(手电筒和
小木棒等器材模拟太阳的位置变化%同时观察影子的
变化$
'(太阳在天空中的位置变化轨迹呈$$$$形%手
电筒代表$$$$%竹篾代表$$$$$$$$$$$$
"(手电筒从竹篾左边运动到右边%小木棒的影子&$$'$
0(从左边运动到右边 1(从右边运动到左边
2(从左边运动到右边再运动到左边
)(当手电筒在位置&$$'时%小木棒的影子最短$
0(
!
1(
"
2(
#
,(物体影子的长短与太阳的高度有什么关系+
五$综合应用
&()*
!
'如图所示%某同学想用硬卡纸和指南针制作一个地平日晷$
'(该同学在一张半圆形硬卡纸上标明刻度和方向%请你将地平日晷补充完整$
"(该同学把一张$$$$形的硬卡纸竖直粘贴在半圆形硬卡纸上$
!)#!
)(利用指南针确定方向%就能根据这张硬卡纸的$$$$确定时间$
,(请说一说这个地平日晷的工作原理$
晨读背记
一!基础知识
-340
'(影子的形成需要三个条件"
.MN5O}ì?JPQR>mS
$
"(用手电筒模拟太阳的实验"手电筒代表
,-
%竹篾代表
,-GYÓmT
UVW
%小标杆的作用是产生影子%代表
YÓs6X+R>mì?
$
)(阳光下物体影子的长短随着太阳高度的变化而变化%太阳位置最高时影
子最
Y
#太阳位置最低时影子最
Z
$
,(影子的方向一直和太阳的方向相反%太阳的方向变化是
2
[
\
[
1
#影子
的方向变化是
1
[
]
[
2
$ 太阳高度的变化是
[
&
[
#影子的长短变化是
Z
[
Y
[
Z
$
#(古代人早就注意到太阳的移动与阳光下物体影子的变
化有关系%而且这种变化是
ë^_
的%于是制造出了计时工具$
这一类计时工具在西方被称为
,-e
%在中国被称为
`a
$
-(其他类型的日晷$
&''
bce
"牛顿钟属于地平日晷%根据竖立在平坦地面的竿子在不同时刻
的影子和线条的相对位置%直接读取时刻%是最原始的地平日晷$ 后来的地平日
晷的晷针始终指向北极星%也就是晷针与晷盘的夹角是当地的纬度$
&"'立式日晷"立式日晷的晷盘垂直于地平面%晷针的反向延长线指向北
极星$
&)'
de`a
"赤道日晷的容盘平行于赤道面%晷针指向北极星$
!*$!
二!实验探究
-3¸0
'(研究物体影子的长短与方向的变化#
现象"用手电筒照射铅笔能够看到影子%并且影子总是与手电筒光源的方向
相反$ 当改变照射方向时%影子的方向也随之改变$ 改变照射的高度%影子的长
短也会改变%照射高度越高%影子越短#照射高度越低%影子越长$
结论"
.MfR>gHGmps
%
hI.Mmi+pNR>mpj
ÅÃhIk hI.Mmi+&8NR>mZYj¸hINi+&8|&
#
R>|
Y
#
i+&8|
%
R>|Z
$
"(用手电筒模拟太阳的实验#
结论"&''
R>mpJ,-mp*
$
&"'
,-laA&R>AY
%
,-laAR>AZ
$
)(研究阳光下小棒影子的变化情况#
结论"
,-mpIO2
[
\
[
1
#
R>mpIO1
[
]
[
2k ,-
&8mIO
[
&
[
#
R>mZYIOZ
[
Y
[
Z
$
三!活动手册
-DE0
'(画出手电筒从不同方向和角度照射时小棒的影子$
"(记录一天中阳光下小棒影子的长短$
一天中%阳光下物体影子的变化规律是早晨影子较长%然后逐渐变短%正午
最短%然后逐渐变长%直至日落影子消失$
!!$!
地球$月球与太阳
#(地球
人类对地球形状的认识历程
麦哲伦环球航行
行星"像地球这样%自身不发光%围绕太阳运行%且质量
足够大的天体%
被称为行星
-(月球
环形山的形成")撞击说*
模拟月球公转%观察月相
卫星"在宇宙中%环绕行星运行的天体被称为卫星
月相的变化
/(太阳
自身发光(发热的天体
恒星"天文学家把像太阳这样的星球称为恒星
太阳高度角"
阳光与地平面的夹角叫太阳高度角
.(太阳钟
影子方向与长短变化的规律
日晷"包括晷针和晷面
日晷类型"牛顿钟(立式日晷(地平日晷(
赤道日晷
!"$!
!#*" !
参考答案
正文部分
第一单元"冷和热
%"冷热与温度
一#%)保持水平"上升或下降"()温度计
*)温度"摄氏度"0
二#%)-"()."*)-"."+)-
三#%)
!
"()
"
"*)
!
"+)
"
四#
五#%)液泡"底"侧壁
()上升"下降"平视%
"
&
*)!(0"零下二摄氏度$%(0"十二摄氏度
("热胀冷缩
一#%)热胀冷缩"()外
*)大"小"热胀冷缩
二#%)-"()."*)."+)/
三#%)
!
"()
!
"*)
!
"+)
!
四#%)("%
()电线具有热胀冷缩的性质
*)多预留一些电线!不要拉得太直!防止电线在
冬天受冷收缩时出现问题
五#%)不能"大"能"小"热胀冷缩
()热胀冷缩
*"水受热以后
一#%)%&&"水的沸点"()水沸腾了
*)融化"+)&"保持不变
二#%)."()-"*)/"+).",)/
三#%)
"
"()
"
"*)
!
"+)
!
四#水沸腾后体积会变大!水壶中的水装得太满会溢
出来"
五#%)升高"%&&0"保持不变
()沸腾时"沸腾前
+"水遇冷以后
一#%)会"会"不会"()凝结"*)固体"膨胀
+)液态"气态"固态",)一定程度
二#%)-"()/"*)/"+)-",)."')/
三#%)
!
"()
"
"*)
!
"+)
!
",)
"
"')
"
四#
五##从上到下$融化"吸热"蒸发#或沸腾$"吸热
六#%)."()-"*)/
第二单元"地球#月球与太阳
,"地"球
一#%)麦哲伦"球形"环球航行
()地球仪"*)液态"行星"+)太阳
二#%)."()/"*)."+).
三#%)
"
"()
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"*)
!
"+)
"
",)
!
四#水是地球生命存在必不可少的物质!如果没有水!
地球孕育不出灿烂的地球文明" 正因为液态水的
存在!才使地球上的生物生机勃勃!繁衍不息"
五#%)蓝色可能是江河湖海$咖啡色可能是陆地#岛
屿$绿色可能是森林#草原$白色可能是雪山#
冰川"
()蓝色占的面积最大!说明了地球上大部分的面
积被水覆盖"
'"月"球
一#%)环形山"月海"()撞击说"*)太阳"月相
+)地球",)空气"液态水
二#%)."()/"*)/"+).",)-"')/
三#%)
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"()
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"*)
"
"+)
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",)
"
"')
"
1)
"
"2)
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四#%)十五"满月"()%画图略&下弦"
*)逐渐变晚" "+).
五#%)下落高度"()
#
#
$
#
%
"*)越浅
1"太"阳
一#%)东方"西方"西方"东方
()改变"相反"*)气体
二#%)."()/"*)-"+).
三#%)
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"()
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"*)
!
"+)
!
",)
"
四#一名同学背对太阳站定" 在人影前端与头顶之间
拉直一根线!测出这根线与地平面的夹角角度!这
个角度就是太阳高度角"
五#%)不能" 因为地球是个不透明的球体"
()略"*)白天"夜晚
2"太阳钟
一#%)规律"日晷"()垂直"牛顿钟
二#%)-"()."*)/"+)/
三#%)
!
"()
!
"*)
"
"+)
!
",)
"
"')
!
四#%)半圆"太阳"太阳运动的轨迹
()."*)-
+)太阳高度越高!物体的影子越短!太阳高度越
低!物体的影子越长"
五#%)
()三角"*)投影
+)这个地平日晷是利用阳光下物体影子的变化
规律来计时的"
第三单元"昆"虫
3"庞大的%家族&
一#%)头"胸"腹"()甲虫"*)一"三
二#%)/"()."*)/"+).",)/
三#%)
"
"()
!
"*)
!
"+)
!
",)
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