内容正文:
第一章 地球的运动
第二节 地球运动的地理意义 第一课时(导学案)
【教学目标】
1. 课程标准:结合实例,说明地球运动的地理意义。
2.核心素养导向教学目标:
综合思维:结合地球公转示意图,掌握昼夜长短、正午太阳高度的时空变化规律,会进行昼长、正午太阳高度相关计算
区域认知:理解四季、五带成因,能区分不同纬度地区昼夜长短、太阳高度差异
地理实践力:可以运用正午太阳高度原理解释楼间距、太阳能热水器、房屋朝向等生活现象
人地协调观:认识地球运动对人类生产生活的影响,感悟地理和生活紧密联系
【教学重难点】
重点:
1.昼夜长短和正午太阳高度的变化规律。
2.四季更替和五带划分的成因。
难点:
1.昼夜长短的时空变化规律及昼长的计算。
2.正午太阳高度的计算及应用。
3.太阳视运动轨迹。
【课前预习】
知识点一 昼夜长短的变化
1.概况
(1)昼夜长短反映 时间的长短。
1. 变化规律
(1)纬度(空间)变化规律
①赤道上:全年 。
②从赤道向南北两侧:随纬度的增高,昼夜长短变化幅度 。
③极圈之内:出现 、极夜的现象。
(2)季节(时间)变化规律
①北半球
时间
昼夜长短
分布规律
特殊节气
夏半年 日前后至9月23日前后
昼长夜短
纬度越高,昼越 ,夜越 ;北极附近出现极昼现象
日,北半球各地昼长达一年中最大值,极昼范围达最大
冬半年 日前后至来年3月21日前后
昼短夜长
纬度越高,昼越 ,夜越 ;北极附近出现极夜现象
日,北半球各地夜长达一年中最大值,极夜范围达最大
②南半球的情况与北半球正好 。
③每年3月21日前后和9月23日前后,太阳直射赤道,全球各地 。
知识点二:正午太阳高度的变化
1. 概念
(1)太阳高度(角)是太阳光线与 的交角。
(2)正午太阳高度是一日内 的太阳高度,反映太阳辐射的 。
2.正午太阳高度角的变化规律
(1)空间(纬度)变化规律。以北半球为例,总结如下:
春、秋分
由 向两极正午太阳高度角递减
夏至
由 向南北两侧正午太阳高度角递减
冬至
由 向南北两侧正午太阳高度角递减
(2)季节(时间)变化规律。以北半球为例,总结如下:
节气
最大值
最小值
二分日
两极点
夏至日
及其以北地区
半球
冬至日
及其以南地区
半球
知识点三 四季更替和五带划分
1. 四季更替
(1)成因
由于 长短和 的时空变化,太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
1. 四季划分(以北半球为例)
项目
天文四季
气候四季
范围
春季
过渡季节
3、4、5月
夏季
最长、正午太阳高度最高的季节
月
秋季
过渡季节
9、10、11月
冬季
白昼最短、 最低的季节
月
1. 五带划分
(1)划分依据: 从低纬度向高纬度呈有规律地递减。
(2)划分:以南北 和南北 为界,划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。
【课中探究】
情境导入
展示天安门广场升降旗实景图片与升降旗时间表。
任务一:昼夜长短变化规律及昼长的计算
以小组为单位,教师播放地球公转二分二至动画,依次展示春分秋分、夏至、冬至光照图,引导学生填表。
二分二至日时,太阳直射点位于哪条纬线?北半球、赤道、南半球的昼夜长短情况如何?
1. 昼夜长短变化规律
2. 昼长、夜长的计算
(1)如下图所示,如果利用昼夜弧所跨的经度数来计算昼(夜)长,那么 D点昼弧夜弧所跨经度数分别是多少?昼长夜长分别为多少小时?昼长= 昼弧所跨经度数/15° 夜长=夜弧所跨经度数/15°
(2)如图D点日出时间4:00和日落时间20:00,计算D点的昼长和夜长。
昼长=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2=日落时间-日出时间
(3)C点和 D点的昼夜长短状况有何关系?B点昼长与D点夜长有何关系?
任务二:正午太阳高度的变化规律及正午太阳高度的计算
1.正午太阳高度的变化规律
阅读和二分二至日太阳光照示意图,结合下图正午太阳高度的变化示意图,小组合作讨论完成下列表格。
1 空间(同一时刻纬度变化)
2 季节(同一地点时间变化)
2.正午太阳高度的计算 正午太阳高度角: H=90-|当地纬度±直射点的纬度|
(1)完成北京(40°N)、海口(20°N)夏至、二分、冬至正午太阳高度计算。
(2)南楼高度为h,该地(北半球)冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距为多少?
(3)为了更好地利用太阳能,应该怎么调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角?
任务三:太阳视运动轨迹的判断
下图中所示地区二分二至日的日升日落方向。
(1)读图,二分日时太阳直射点的纬度?40°N地区日出日落方位?
(2)二至日时,太阳直射哪个半球 ?40°N地区日出日落方位?
【课堂总结】
学生自行绘制思维导图
【课堂练习】
知识点01 昼夜长短的变化
如图为我国某地某天的部分气象信息。据此完成下面小题。
1.图示气象信息可能是哪一天( )
A.11月18日 B.9月23日 C.8月28日 D.3月28日
2.图示气象信息当天,以下四地昼最长的是( )
A.重庆 B.广州 C.北京 D.哈尔滨
下图是“北半球冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况示意图”。据此完成下面小题。
3.四地中位于南半球的是( )
A.甲、乙 B.乙、丙 C.丙、丁 D.甲、丁
4.图中乙和丁的周长相等,但昼弧和夜弧的长度相反,则两地( )
A.处于同一纬线 B.处于同一半球
C.日出、日落的地方时相同 D.昼夜长短相反
5.下列关于四地的叙述,正确的是( )
A.甲位于南极圈 B.乙可能位于赤道
C.丁不可能位于赤道 D.丙位于回归线
知识点02 正午太阳高度角的变化
下图为我国北京市(40°N,116°E)某小区楼顶太阳能景观图,其中∠α表示太阳能集热管与楼面的夹角。据此完成下面小题。
1.下列节日中,图中∠α最大的是( )
A.清明节 B.劳动节
C.儿童节 D.国庆节
2.图中∠α一年中的最小值为( )
A.0° B.16°34'
C.23°26' D.46°52'
右图示意我国台湾省嘉义市(120.4°E,23.5°N)的观察者绘制的当地夏至日太阳视运动轨迹,天顶(Z)是观察者正上方的天空点。据此完成下面小题。
3.该日观察者观测到的日出日落方位分别是( )
A.东北,西北
B.东南,西南
C.正东,正西
D.正北,正北
4.该日观察者观测到的当地正午太阳高度为( )
A.0° B.28.5° C.66.5° D.90°
知识点03 四季更替和五带划分
二十四节气是农耕文明的产物,蕴含了中华民族悠久的文化内涵和历史积淀。2023年7月23日是大暑。下图示意二十四节气与地球在公转轨道上的位置关系。据此完成下面小题。
1.图中代表冬至日的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.大暑这一天( )
A.太阳直射北半球,向北移动
B.地球公转速度逐渐加快
C.北半球昼短夜长,昼长变长
D.上海正午太阳高度最大
【参考答案】
【课前预习】
知识点一 昼夜长短的变化
1.概况
(1)昼夜长短反映 日照 时间的长短。
1. 变化规律
(1)纬度(空间)变化规律
①赤道上:全年昼夜平分。
3 从赤道向南北两侧:随纬度的增高,昼夜长短变化幅度加大。
③极圈之内:出现极昼、极夜的现象。
(2)季节(时间)变化规律
①北半球
时间
昼夜长短
分布规律
特殊节气
夏半年3月21日前后至9月23日前后
昼长夜短
纬度越高,昼越长,夜越 短;北极附近出现极昼现象
夏至日,北半球各地昼长达一年中最大值,极昼范围达最大
冬半年9月23日前后至来年3月21日前后
昼短夜长
纬度越高,昼越短,夜越长;北极附近出现极夜现象
冬至日,北半球各地夜长达一年中最大值,极夜范围达最大
②南半球的情况与北半球正好相反。
③每年3月21日前后和9月23日前后,太阳直射赤道,全球各地昼夜平分。
知识点二:正午太阳高度的变化
1. 概念
(1)太阳高度(角)是太阳光线与地平面的交角。
(2)正午太阳高度是一日内最大的太阳高度,反映太阳辐射的强弱。
2.正午太阳高度角的变化规律
(1)空间(纬度)变化规律。以北半球为例,总结如下:
春、秋分
由赤道向两极正午太阳高度角递减
夏至
由北回归线向南北两侧正午太阳高度角递减
冬至
由南回归线向南北两侧正午太阳高度角递减
(2)季节(时间)变化规律。以北半球为例,总结如下:
节气
最大值
最小值
二分日
赤道
两极点
夏至日
北回归线及其以北地区
北半球
冬至日
南回归线及其以南地区
南半球
知识点三 四季更替和五带划分
1. 四季更替
(1)成因
由于昼夜长短和正午太阳高度角的时空变化,太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。
1. 四季划分(以北半球为例)
项目
天文四季
气候四季
范围
春季
过渡季节
3、4、5月
夏季
白昼最长、正午太阳高度最高的季节
6、7、8月
秋季
过渡季节
9、10、11月
冬季
白昼最短、正午太阳高度最低的季节
12、1、2月
1. 五带划分
(1)划分依据:太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律地递减。
(2)划分:以南北回归线和南北极圈为界,划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。
【课堂练习】
知识点01 昼夜长短的变化
【答案】1.A 2.B
【解析】
1.首先根据日出、日落时间计算当日昼长,昼长计算公式为:昼长=日落时间−日出时间昼长=日落时间−日出时间。
代入图中数据计算:
昼长=17时54分−7时34分=10小时20分
昼长小于12小时,说明该地当日昼短夜长,处于北半球冬半年(秋分日至次年春分日之间)。故本题应选A。
2.本题通过图示气象信息考察昼夜长短与地理纬度的关系。昼长最长的是广州(B选项),因为北半球冬半年时,纬度越低白昼时间越长,广州位于四地中最南端 ,符合此规律。关键需掌握昼夜长短变化与太阳直射点位置的关联性。故本题应选B。
【答案】3.B 4.D 5.C
【解析】
3.北半球冬至日时,太阳直射南回归线,南半球昼长夜短,南极圈及其以南有极昼现象。据图可知,四地中甲地有极夜现象,乙地昼长夜短,丙地有极昼现象,丁地昼短夜长,可知乙、丙位于南半球,甲、丁位于北半球,B正确,A、C、D错误。
4. 乙、丁的周长相等但昼夜长短不同,说明两地的纬度相同,但不在同一半球。根据所学可知,纬度相同、半球不同的两地昼夜长短正好相反,即北半球该纬度的昼长与南半球同一纬度的夜长相等,北半球该纬度的夜长与南半球同一纬度的昼长相等,所以两地昼夜长短相反,D正确;两地不在同一纬线,纬度相同,处在不同半球,A、B错误;日出时间=12-(昼长/2),日落时间=12时+(昼长/2),昼长不同,日出、日落时间不同,C错误。
5.北半球冬至日时,南极圈有极昼现象,而甲为极夜,可知甲不是位于南极圈,A错误。赤道上总是昼夜平分,乙、丁昼夜不平分,故乙、丁不可能位于赤道,B错误,C正确;丙地此时出现极昼,可知丙地可能为南极圈及其以南的任一纬度,不可能位于回归线,D错误。
知识点02 正午太阳高度角的变化
【答案】1.D 2.B
【解析】
1.太阳能集热管需要与正午太阳光线垂直才能最大化接收太阳辐射,因此集热管与楼面的夹角∠α和当地正午太阳高度角互余,即∠α=90∘−正午太阳高度角,∠α最大时对应北京正午太阳高度角最小的日期,北半球正午太阳高度最小值出现在冬至日(12月22日前后)。四个选项中,清明节为4月5日前后、劳动节为5月1日、儿童节为6月1日,均靠近夏至日,正午太阳高度较大,∠α偏小;国庆节为10月1日,距离冬至日最近,正午太阳高度最小,因此∠α最大。故本题应选D。
2.∠α最小时对应北京正午太阳高度角最大的日期,即夏至日,此时太阳直射北回归线(23.5°N)。根据正午太阳高度角计算公式:H=90∘−|当地纬度−太阳直射点纬度|,代入北京纬度40°N,可得夏至日北京正午太阳高度H=90∘−(40∘−23.5∘)=73.5∘,因此∠α的最小值为90∘−73.5∘=16.5∘,故答案选B。
【答案】3.A 4.D
【解析】
本题考查夏至日全球日出日落方位和正午太阳高度的计算,掌握太阳直射点移动规律和正午太阳高度公式是解题关键。
3.判断日出日落方位,夏至日太阳直射北回归线,北半球夏半年全球除极昼极夜区域外,日出日落方位规律为:东北日出,西北日落。结合题图可知,该日太阳视运动轨迹与地平圈的交点,日出在东北方位、日落在西北方位,对应选项A。
4.计算正午太阳高度角,本题已知:该日为夏至日,太阳直射23.5∘N,当地纬度也为23.5∘N,根据正午太阳高度角计算公式:H=90∘−|φ−δ|.其中φ为当地纬度,δ为太阳直射点纬度,代入数据得:H=90∘−|23.5∘−23.5∘|=90∘, 太阳直射当地,正午太阳正好位于观察者的天顶位置,对应选项D。
知识点03 四季更替和五带划分
【答案】1.C 2. B
【解析】
1.结合二十四节气的顺序和二分二至的位置分析:甲位于芒种和小暑之间,处于北半球夏季,太阳直射北回归线附近,对应夏至,因此A选项错误;乙位于白露和寒露之间,处于北半球秋季,太阳直射赤道,对应秋分,因此B选项错误;丙位于小寒和大雪之间,处于北半球冬季,太阳直射南回归线附近,对应冬至,因此C选项正确;丁位于惊蛰和清明之间,处于北半球春季,太阳直射赤道,对应春分,因此D选项错误。本题选C。
2. 大暑为二十四节气之一,时间在7月22日前后,结合地球公转规律逐一分析选项:A选项:夏至日(6月22日前后)太阳直射北回归线,为直射点北移的终点,此后直射点持续向南移动。大暑在夏至之后,此时太阳直射北半球但向南移动,A错误。B选项:地球公转速度在7月初的远日点达到最慢,大暑(7月22日前后)位于远日点之后,地球公转速度逐渐加快,B正确。C选项:夏至日北半球昼长达到一年中最大值,此后昼长逐渐缩短。大暑时北半球昼长夜短,但昼长逐渐变短,C错误。D选项:上海位于北回归线以北,正午太阳高度最大值出现在夏至日,大暑日太阳直射点已南移,上海正午太阳高度小于夏至日,D错误,本题选B。
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