地球公转的意义—正午太阳高度

1、你注意过一天中人的影子朝向和长短变化吗？它有何变化规律？一、太阳高度的概念一、太阳高度的概念地面太阳光线太阳高度角太阳光线与地面所成的夹角。太阳光线与地面所成的夹角。什么是地平面？什么是地平面？ 过地面某一点与地球表面的切面过地面某一点与地球表面的切面思考：思考：点点A A、B B与地心与地心 的连线与其切的连线与其切 面是一种什么面是一种什么 样的几何关系？样的几何关系？( (垂直垂直) )2.1同一纬度太阳高度同一纬度太阳高度日变化日变化规律：规律： 昼半球：大于昼半球：大于0；夜半球：小于夜半球：小于0；晨昏线：等于晨昏线：等于0。 正午太阳高度：正午太阳高度：一天中的最大值（各地一天中

2、的最大值（各地地地方时方时12时时的太阳高度角）。的太阳高度角）。二、太阳高度的变化二、太阳高度的变化 思考思考:正午太阳高度是否一定等于正午太阳高度是否一定等于90?二分日：二分日：由赤道由赤道向南北两侧递减向南北两侧递减。分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？分布有什么规律？2.2正午太阳高度的分布规律正午太阳高度的分布规律夏至日：夏至日：由北回归由北回归线向南北两侧递减。线向南北两侧递减。分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？纬度分布有什么规律？冬至日：

3、冬至日：由南回归由南回归线向南北两侧递减。线向南北两侧递减。分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬分析下图，太阳直射哪个纬度？正午太阳高度的纬度分布有什么规律？度分布有什么规律？夏至日：夏至日：北回归线以北地区达北回归线以北地区达到一年中的最大值，到一年中的最大值，南半球各地达到一年南半球各地达到一年中的最小值。中的最小值。冬至日：冬至日：南回归线以南地区南回归线以南地区达到一年中的最大达到一年中的最大值，北半球各地达值，北半球各地达到一年中的最小值。到一年中的最小值。正午太阳高度角计算公式：正午太阳高度角计算公式：正午太阳高度角正午太阳高度角9090纬度差纬度差 90900 0| |当

4、地纬度当地纬度直射点纬度直射点纬度| |求纬度差：同纬取求纬度差：同纬取“”，异纬取，异纬取“”两地的正午太阳高度差两地的纬度差两地的正午太阳高度差两地的纬度差 三、正午太阳高度角的计算 试求北京二分二至日的正午太阳高度。试求北京二分二至日的正午太阳高度。 解答：解答：夏至日：直射点纬度为夏至日：直射点纬度为2323、5 5N N， H=90 H=90（40402323、5 5）7373、5 5 二分日：直射点纬度为二分日：直射点纬度为0 0， H= 90 H= 90（40400 0）5050 冬至日：直射点纬度为冬至日：直射点纬度为2323、5 5S S， H=90 H=90（4040+23

5、+23、5 5）2626、5 5当堂训练请计算下列地点在下列日期请计算下列地点在下列日期的正午太阳高度各是多少。的正午太阳高度各是多少。 6月22日12月22日长治市约36N77263034北京市约40N73262634 悉尼悉尼约约34S32347926新加坡新加坡约约1N67342042（1 1）把图中各点此时的太阳高度由大到小排列。）把图中各点此时的太阳高度由大到小排列。练习（3）其中太阳高度在一天中不变的是哪点，为什么？）其中太阳高度在一天中不变的是哪点，为什么？（2）其中太阳高度为）其中太阳高度为0的是哪个点，为什么？的是哪个点，为什么？答案：答案：C；极点是不动的；极点是不动的答案

6、：答案：B点，在晨昏线上点，在晨昏线上答案：答案：ACEBDv确定地方时：确定地方时： 当某地太阳高度达到一天中的最大值时，当地的地方时当某地太阳高度达到一天中的最大值时，当地的地方时为为1212时时v确定房屋的朝向：确定房屋的朝向： 在北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在北回归线以北的地区，正午太阳位于南方，房屋朝南； 在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。在南回归线以南的地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。v判断日影长短及方向判断日影长短及方向v太阳能太阳能v楼间距楼间距 四、正午太阳高度的应用四、正午太阳高度的应用 太阳能热水器问题太阳能热水器问题 某中学某中学(

7、36360 0N N，1131130 0E E)一学生对太阳能热水器进行改造如图所示，将一学生对太阳能热水器进行改造如图所示，将热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答：热水器装在一个大玻璃箱中，并将支架改造成活动方式。据此回答：当地楼房影子最长时，为使热水器有最当地楼房影子最长时，为使热水器有最好的效果，调节活动支架，使热水器吸好的效果，调节活动支架，使热水器吸热面与地面的夹角为热面与地面的夹角为 A A23.523.50 0 B B59.559.50 0 C C66.566.50 0 D D36360 0 解析：当地楼房影子最长时，太阳直射点位于南回归线上，可解析：当地楼

8、房影子最长时，太阳直射点位于南回归线上，可以求出该日正午太阳高度以求出该日正午太阳高度(H=90-(H=90-36+23.536+23.50 0= 30.5= 30.50 0) )，进一步，进一步计算出热水器吸热面与地面夹角是计算出热水器吸热面与地面夹角是59.559.50 0。太阳能热水器利用的实质是热水器倾角与正午太阳高度角之和为太阳能热水器利用的实质是热水器倾角与正午太阳高度角之和为9090楼间距问题楼间距问题 楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准）。图中图中H为正午太阳高度，一般取当地的最为正午

9、太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值，意味着小值。因为正午太阳高度最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年四季都能确保。的楼间距能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。计算公式：计算公式： tanH=h/LL=hcotH楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。某疗养院（北纬某疗养院（北纬3634） ，计划在一幢，计

10、划在一幢20米高的楼房米高的楼房北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一北面新建一幢楼房。因为疗养的需要，要求高楼的每一层一年四季都能晒到太阳层一年四季都能晒到太阳,问：新楼至少要距原楼多少米？问：新楼至少要距原楼多少米？ 解析：当太阳直射南回归线时，解析：当太阳直射南回归线时，正午太阳高度角达一年中最小值，正午太阳高度角达一年中最小值，若此时该楼的一层能被太阳照射若此时该楼的一层能被太阳照射的话，则各楼层都能被阳光照射。的话，则各楼层都能被阳光照射。求出此时的正午太阳高度角是求出此时的正午太阳高度角是3030，两楼间最小距离应为，两楼间最小距离应为x=20 x=20cot 30cot

11、 30=34.7 m=34.7 m。答案答案: 34.7 m 正午太阳正午太阳高度角高度角楼房影子楼房影子正午太阳高度的变化知识结构知识结构1.1.概念概念2.2.纬度分布纬度分布 （空间）（空间）3.3.季节变化季节变化4.4.计算计算5.5.应用应用太阳高度及其日变化太阳高度及其日变化正午太阳高度正午太阳高度春春/ /秋分秋分 由赤道向南北两方递减由赤道向南北两方递减夏至日夏至日 由由北回归线北回归线向南北两方递减向南北两方递减冬至日冬至日 由由南回归线南回归线向南北两方递减向南北两方递减北回归线以北地区：夏至最大，冬至最小北回归线以北地区：夏至最大，冬至最小南回归线以北地区：冬至最大，夏

12、至最小南回归线以北地区：冬至最大，夏至最小回归线之间地区：两次直射，回归线上一次回归线之间地区：两次直射，回归线上一次H=90H=90-|-|+ +| | ( (同半球减异半球加）同半球减异半球加） .楼距计算楼距计算 .热水器角度调整热水器角度调整.确定房屋的朝向和地方时确定房屋的朝向和地方时 .判断日影长短及方向判断日影长短及方向 ( (时间）时间）例一：读图，回答问题。例一：读图，回答问题。1.1.在图中所示的这一天，下列地点中正午太阳高度在图中所示的这一天，下列地点中正午太阳高度 最大的是最大的是 ( )( ) A. A.北京北京 B.B.广州广州 C.C.甲地甲地 D.D.乙地乙地

13、例二：正午太阳高度及计算例二：正午太阳高度及计算 某地有一幢楼，冬至日正午影长某地有一幢楼，冬至日正午影长S S与楼房高度与楼房高度h h相同，相同，如图，如图，据此回答据此回答2 23 3题。题。2.该地冬至日正午太阳高度是该地冬至日正午太阳高度是 （ ） A.2326 B.6634 C.90 D.45D3.该地的纬度可能是该地的纬度可能是 （ ） 2326N 2134N 2526N 6826S A. B. C. D.D5.5.旗杆影端位于旗杆影端位于位置时的日期可能为位置时的日期可能为 （ ） A.3A.3月月2121日日 B.6B.6月月2222日日 C.9C.9月月2323日日 D.12D.12月月2222日日6.6.旗杆影端位置由旗杆影端位置由变为变为的过程中的过程中 （ ） A.A.地球公转线速度逐渐加快地球公转线速度逐渐