第1章 第2节 第2课时 正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化-【精彩三年】2024-2025学年高中地理选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（湘教版2019）

第二节　地球的公转 第2课时　正午太阳高度的变化和昼夜长 短的变化 第一章 地球的运动 课程标准 素养目标 结合实例，说明地球运动的地理意义 1．结合示意图，分析正午太阳高度的季节变化、纬度变化规律，解释太阳能热水器集热板角度随季节变化调整的原因（综合思维、地理实践力） 2．结合示意图，分析昼夜长短的季节变化、纬度变化规律及成因，解释生活中昼夜长短变化的现象（综合思维、地理实践力） 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•探究与拓展 01 02 新教材•知本与思辨 01 一、 正午太阳高度的变化 1．太阳高度角 (1)概念：太阳光线与______之间的夹角，叫作太阳高度角，简称太阳高度。 (2)分布规律 位置 大小 太阳直射点上 ______ 晨昏线上 0° 地平面 90° [点拨] (1)太阳高度是线面角，是太阳光线与地面的夹角，也可以是在地面上看太阳的仰角。 (2)正午太阳高度是某地区一天中最大的太阳高度，即正午12时的太阳高度，但不一定是90°。 2．正午太阳高度的变化规律 (1)纬度变化规律 时间 变化规律 春、秋分日 由____向南北两侧递减 夏至日 由________向南北两侧递减 冬至日 由________向南北两侧递减 赤道 北回归线 南回归线 (2)季节变化规律 地区 最大、最小值的时间 北回归线及其以北的纬度带 ____日达最大值 冬至日达最小值 南回归线及其以南的纬度带 ____日达最大值 夏至日达最小值 南、北回归线之间各地 直射时（一年两次）达最大值；北回归线与赤道之间的纬度带，冬至日达最小值，南回归线与赤道之间的纬度带，夏至日达最小值 夏至 冬至 [点拨] 正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。 二分二至日正午太阳高度分布示意图 (1)夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减，如上图中c折线所示。 (2)冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减，如上图中a折线所示。 (3)春、秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减，如上图中b折线所示。 (1)同一纬线上，正午太阳高度相等。(　　) (2)正午太阳高度就是一天中太阳高度最大值，为90°。（　　） 自主判断 √  二、 昼夜长短的变化 1．昼弧、夜弧与昼夜长短 昼弧和夜弧 昼夜长短 昼弧长于夜弧 昼长夜短 昼弧等于夜弧 昼夜等长 昼弧短于夜弧 昼短夜长 2．变化规律 (1)赤道上：终年________。 (2)春分日和秋分日：全球各地昼夜等长。 (3)北半球昼夜长短的变化 昼夜等长 (4)南半球昼夜长短的变化情况与北半球____。 时间 变化特点 重要节气 北半球夏半年 北半球各地________，纬度越高，昼____，夜____ 图1中北半球各地昼长达到一年中的______，北极圈及其以北地区出现____现象 北半球冬半年 北半球各地________，纬度越高，昼____，夜越长 图3中北半球各地昼长达到一年中的______，北极圈及其以北地区出现____现象 春、秋分日 图2代表的时间是每年的__________或9月23日前后，全球各地________ 昼长夜短 越长 越短 最大值 极昼 昼短夜长 越短 最小值 极夜 3月21日 昼夜等长 相反 (1)昼弧和夜弧是晨昏线将所经过的经线分割而成的。（　　） (2)一年中各地昼弧和夜弧是不等长的。（　　） (3)冬至日时，北半球各地昼长夜短，纬度越高昼越长。（　　） (4)夏至日时，北半球极昼范围最大。(　　) (5)在赤道上的各地始终都是昼夜平分。(　　) 自主判断    √ √ 体系构建 新教材•探究与拓展 02 情境探究 课标要点一 太阳直射点和正午太阳高度 太阳高度是太阳光线与地平面之间的夹角，如图甲中的h。正午太阳高度：地方时正午时刻(12：00)的太阳高度，即一日内最大的太阳高度，如图乙中的H。 情境探究 1．当太阳直射到乙纬度(θ°)时，根据正午太阳高度的概念，求出甲（纬度为a°）、丙（纬度为b°）两地的正午太阳高度。 答案：H甲＝90°－(a°－θ°)　H丙＝90°－(b°＋θ°) 2．太阳直射点的移动范围有多大？甲地的正午太阳高度一年内的变化有多大？ 答案：47°；47° 情境探究 3．在下图中画出二分二至日时的正午太阳高度空间变化曲线，并总结变化规律。 情境探究 答案： 情境探究 春、秋分日，正午太阳高度从赤道向南北两极递减；夏至日，正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减；冬至日，正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减。 1．正午太阳高度的计算 (1)公式：H＝90°－两点的纬度差（H是正午太阳高度，两点指观测点和太阳直射点，纬度差指观测点与太阳直射点之间相差的纬度数） (2)纬度差的算法：若“两点”同在北（南）半球，纬度差为大数减去小数；若“两点”分别属于南北不同半球，纬度差为两地的纬度之和。如图所示，当太阳直射B点时，A点的正午太阳高度H＝90°－“两点”纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°；C点的正午太阳高度H＝90°－“两点”纬度差＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°。 核心归纳 核心归纳 2．正午太阳高度的变化规律 (1)纬度分布规律：正午太阳高度随着太阳直射点的变化而变化。太阳直射点所在纬度，正午太阳高度为90°，距太阳直射点所在的纬度越近，正午太阳高度越大，越远则越小。二分二至日正午太阳高度的变化规律如下表所示。 核心归纳 核心归纳 节气 太阳直射点位置 正午太阳高度的纬度分布 达全年最大值的地区 达全年最小值的地区 春、秋分 赤道 由赤道向两极递减 赤道 — 夏至 北回归线 由北回归线向南北两侧递减 北回归线及其以北地区 南半球 冬至 南回归线 由南回归线向南北两侧递减 南回归线及其以南地区 北半球 (2)季节变化规律 核心归纳 回归线 之间 正午太阳高度最大值为90°，每年有两次太阳直射现象，即一年中有两个正午太阳高度最大值 核心归纳 回归 线上 正午太阳高度最大值为90°，一年中只有一次太阳直射现象，即一年中只有一个正午太阳高度最大值 回归线至极点之间 　 正午太阳高度最大值小于90°，一年中只有一个正午太阳高度最大值 3．正午太阳高度的应用 (1)确定地方时：当某地太阳高度达一天中最大值时，则为一天的正午时刻，此时当地的地方时是12时。 (2)判断所在地区的纬度：当太阳直射点位置一定时，如果已知当地的正午太阳高度，就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度”的规律，求出当地所处的纬度。 (3)确定房屋的朝向：为了获得充足的太阳光照，各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。 核心归纳 (4)判断日影长短及方向 ①太阳直射点上，物体的影长缩短为0；正午太阳高度越大，日影越短；反之，日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。 ②日影永远朝向背离太阳的方向，北回归线以北的地区，正午的日影全年朝向正北（北极点除外），冬至日日影最长，夏至日日影最短；南回归线以南的地区，正午的日影全年朝向正南（南极点除外），夏至日日影最长，冬至日日影最短；南、北回归线之间的地区，正午日影夏至日朝向正南、冬至日朝向正北，直射时日影最短（等于0）。如图所示： 核心归纳 核心归纳 (5)计算楼间距、楼高：为了更好地保证各楼层都可获得良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，如图所示，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则该地最小楼间距L＝hcot H。 核心归纳 (6)计算热水器的安装角度：为了充分利用太阳能，应调整太阳能热水器集热板与楼顶平面之间的倾角(α)，使太阳光与集热板成直角。由下图可知，太阳能集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度角(H)互余，则α＋H＝90°时采光效果最佳。 核心归纳 巩固训练 [2023·诸暨联考]居住在我国某小区7号楼3单元21楼的小王同学通过观察自家书房的太阳光照情况（前方无遮挡），绘制不同时刻太阳光照书房地板示意图。小王还测量出书房落地窗高2.7 m。右图是该同学绘制的一年中当地正午时刻书房内地板上太阳光照面积最大时的光照示意图（不考虑桌椅遮挡）。据此回答第1、2题。 巩固训练 1．该小区7号楼的走向是(　　) A. 东西走向 B. 南北走向 C. 西南—东北走向 D. 西北—东南走向 2．当地正午时刻书房内地板上太阳光照面积最小时的太阳方位是(　　) A. 正南 B. 正天顶或正南 C. 正北 D. 正天顶或正北 C D 巩固训练 解析：第1题，据该同学绘制的一年中当地正午时刻书房内地板上太阳光照面积最大时的光照示意图可知，当日为冬至日，太阳直射南回归线，该小区位于我国，正午时太阳位于正南方，根据图中太阳光照情况，推断该小区7号楼的走向是西南—东北走向，C正确。第2题，据图可知，冬至日落地窗高与影长相等，可计算出该地冬至日正午太阳高度为45°，进而计算出该地的纬度＝90°－45°－23.5°＝21.5°N，当地正午时刻书房内地板上太阳光照面积最小时，太阳直射该地，或者不直射，此时太阳位于正天顶或正北，D正确。 情境探究 课标要点二 太阳直射点和昼夜长短的变化 情境探究 1．太阳直射点向北移动时，描述全球的昼夜长短变化。 答案：太阳直射点向北移动时，北半球白昼变长，南半球白昼变短。 2．太阳直射点向南移动时，描述全球的昼夜长短变化。 答案：太阳直射点向南移动时，南半球白昼变长，北半球白昼变短。 3．概括各纬度昼长和赤道昼长的差值随纬度的变化。 答案：纬度越接近赤道，昼长越接近12小时，差值越小。 情境探究 4．概括南、北半球纬度数相同的地方的昼夜状况特点。 答案：南、北半球纬度数相同的地方，昼夜状况相反，一地的昼长等于另一地的夜长。 1．昼夜长短的规律 (1)对称规律：同一纬线上，各地昼夜长短相同（同线等长）；南、北半球纬度数相同的地方昼夜长短相反。二分日前后间隔时间相同的两日期，昼夜长短相反。二至日前后间隔时间相同的两日期，昼夜长短相同。 (2)递增规律：太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长；另一半球则相反。 核心归纳 (3)变幅规律：赤道上全年昼夜平分；纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。 (4)极昼、极夜规律：极昼（极夜）的起始纬度＝90°－太阳直射点的纬度。纬度越高，极昼（极夜）出现的天数越多。 (5)纬度高低规律：赤道昼长全年12小时，同一天相比，昼长越接近12小时的地方，越接近赤道，纬度也就越低，反之，纬度越高。 核心归纳 2．昼夜长短的计算 (1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算 昼（夜）长时数＝昼（夜）弧度数/15°。 (2)根据日出或日落时间进行计算 地方时正午12时把白昼平均分成相等的两份，午夜0时把黑夜平均分成相等的两份，如图所示： 核心归纳 昼长时数＝日落时间－日出时间。 注：这里的时间不一定是地方时，但日出和日落所用的时间要统一。若用地方时，则日出、日落时间均用地方时；若用区时，则日出、日落时间均用区时。 注：以上两个计算公式的日出时间、日落时间均为地方时。 核心归纳 (3)根据纬度的分布特点进行计算 ①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。 ②南、北半球纬度数相同的地区，其昼夜长短对称分布，即同一日期，北半球各地的昼长（夜长）与南半球同纬度数的夜长（昼长）相等。例如：同一日期40°N的昼长等于40°S的夜长。 ③赤道上，昼长＝夜长＝12小时。 核心归纳 (4)利用日期的对称性进行计算 ①关于二至日对称的两个时间，如A点和B点，太阳直射点位于同一个位置，A点和B点昼长相等，夜长相等。 ②关于二分日对称的两个时间，如B点和C点，太阳直射点位于不同半球，但纬度数相同，B点的昼长（夜长）与C点的夜长（昼长）相等。 核心归纳 3．昼夜长短的应用 (1)根据昼夜长短，判断直射点位置 ①全球昼夜等长，太阳直射赤道。 ②北半球昼长夜短，太阳直射北半球。 ③南半球昼长夜短，太阳直射南半球。 (2)根据昼夜长短差值，判断纬度高低 昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。 核心归纳 (3)根据昼夜长短，判断日出、日落时间 ①日出时间＝12：00－1/2昼长。 ②日落时间＝12：00＋1/2昼长。 核心归纳 巩固训练 北京(40°N)某校学生在研究性学习活动中，对太阳能热水器进行了重新设计（如图所示），把太阳能热水器集热板装在一个玻璃箱里，并将支架改造成活动方式。据此回答第1、2题。 巩固训练 1．一年中，太阳能热水器滑动支架最短的日期是(　　) A. 3月21日前后 B. 6月22日前后 C. 9月23日前后 D. 12月22日前后 B 巩固训练 2．一年中，活动支架最短当日正午太阳高度是(　　) A. 73.5° B. 63.5° C. 50° D. 26.5° A 解析：第1题，一年中，太阳能热水器滑动支架最短时，正午太阳高度最大。北京位于北温带，正午太阳高度最大的日期是6月22日前后（夏至日）。故选B。第2题，根据正午太阳高度的计算公式H＝90°－|α±β|，α为当地的纬度，β为太阳直射点的纬度；据上题分析可知，太阳能热水器滑动支架最短的日期为6月22日前后，此时太阳直射23.5°N，通过计算可得正午太阳高度为73.5°。故选A。 巩固训练 温馨说明：课后请完成高效作业5 感谢聆听，再见！ $$